CN112670464B - 一种石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用。石墨负极材料的制备方法包括如下步骤:微晶石墨粉、鳞片石墨粉和粘合剂的捏合物进行炭化处理和石墨化处理,即可;其中,捏合物中,微晶石墨粉与鳞片石墨粉的质量比为1:(1.5~4);粘合剂的质量占微晶石墨粉和鳞片石墨粉的总质量的百分数为1%~9%;炭化处理的温度为1600~1900℃。采用本发明的石墨负极材料制得的锂二次电池充放电容量、首次放电效率和容量保持率均较高,表面阻抗低,倍率、低温性能、大电流放电性能和安全性能均良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、体积小、质量轻、无污染、快速充放电、循环寿命长等优异性能,是21世纪发展的理想能源,被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码摄像机和便携式电器等领域。随着电子信息产业的迅猛发展,各种产品对锂离子电池小型化、轻量化的要求不断提高,对锂离子二次电池大容量、快速充电等高性能的要求也日益迫切。锂离子电池容量的提高主要依赖碳负极材料的发展和完善,因此提高锂离子电池负极材料的比容量、减少首次不可逆容量及改善循环稳定性一直是研究开发的重点。
石墨微粉是锂离子二次电池负极材料的主要原料。天然石墨有理想的层状结构,具有放电容量高(接近理论容量372mAh/g),成本低等优势,但其结构不稳定,易造成溶剂分子的共嵌入,使其在充放电过程中层片脱落,导致锂离子二次电池循环性能差,安全性差。为了克服天然石墨性能上的不足,现有技术中,常对天然石墨进行改性处理。但采用粘合剂包覆石墨材料的各种改进方法中存在包覆不均匀,难以形成一定厚度高度聚合的粘合剂层,石墨材料的形态无明显改善等缺陷,进而不能有效提高石墨类负极材料的放电容量和首次放电效率,也不能有效改善循环性能。现有技术中有采用沥青对石墨炭材料进行低温包覆,包覆后需进行不融化处理和轻度粉碎,这种方法难以做到包覆均匀。也有将石墨和硬炭颗粒在10~300℃温度下在沥青或焦油中浸渍,然后进行溶剂分离和热处理,这种方法难以在石墨和硬炭表面形成具有一定厚度的高度聚合的沥青层。当采用机械方法对石墨材料进行圆整化,然后在重油、焦油或沥青中进行浸渍,再进行分离和洗涤,单纯从包覆方法看也无法形成具有一定厚度的高度聚合的沥青层。利用沥青热解产生的气氛对石墨材料进行表面处理,这种方法不大可能使被改性材料的形态得到很大改善,因而使电性能的提高受到限制。
因此,本领域亟需开发一种首次放电容量和首次放电效率高,循环性能良好的锂离子电池负极材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中采用粘合剂包覆石墨材料时,包覆不均匀,难以形成一定厚度高度聚合的粘合剂层,石墨材料的形态无明显改善等缺陷,进而不能有效提高石墨类负极材料的首次放电容量和首次放电效率,也不能有效改善循环性能等缺陷,而提供一种石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用。采用本发明的石墨负极材料制得的锂二次电池充放电容量、首次放电效率和容量保持率均较高,表面阻抗低,倍率、低温性能、大电流放电性能和安全性能均良好。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种石墨负极材料的制备方法,其包括如下步骤:
微晶石墨粉、鳞片石墨粉和粘合剂的捏合物进行炭化处理和石墨化处理,即可;
其中,所述捏合物中,所述微晶石墨粉与所述鳞片石墨粉的质量比为1:(1.5~4);所述粘合剂的质量占所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的总质量的百分数为1%~9%;所述炭化处理的温度为1600~1900℃。
本发明中,所述石墨负极材料的原料可不包括石墨化催化剂。本领域技术人员均知石墨化催化剂可提高负极材料的首次放电容量,而本发明采用微晶石墨和鳞片石墨结合本发明的制备工艺,在不使用石墨化催化剂的条件下依然可以制得首次放电容量高的石墨负极材料。
本发明中,所述微晶石墨粉的粒径D50可为本领域该类材料常规的粒径D50,较佳地为1~60μm,更佳地为1~50μm,例如2.4μm、5.8μm、8.9μm、9.2μm、10.6μm和20.3μm中任一种。
本发明中,所述鳞片石墨粉的粒径D50可为本领域该类材料常规的粒径D50,较佳地为20~40μm,更佳地为20~30μm,例如20.4μm、20.5μm、22.3μm和25.4μm中任一种。
本发明中,所述粘合剂可为本领域常规使用的具有粘合作用,且石墨化后能够制成石墨的粘合剂,较佳地为石油沥青和/或煤沥青。
本发明中,所述粘合剂的粒径D50可为本领域该类材料常规的粒径D50,较佳地为小于等于0.1mm,更佳地为0.01~0.1mm。
本发明中,所述粘合剂的质量占所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的总质量的百分数较佳地为2%~8.8%,更佳地为3%~6%,例如2.7%、4.6%、5.8%、7.8%和8.3%中任一种。
本发明中,所述捏合物的制备方法可为本领域常规,较佳地包括如下步骤:所述微晶石墨粉、所述鳞片石墨粉和所述粘合剂的混合物进行捏合处理;更佳地,所述捏合物的制备方法包括如下步骤:所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的混合物与所述粘合剂进行捏合处理。
其中,所述捏合处理的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法,所述捏合处理的方法较佳地为固相捏合法或液相捏合法,更佳地为液相捏合法。
所述捏合处理的温度可为本领域该类操作常规的温度,一般可为低于所述粘合剂的交联温度,并且比所述粘合剂的软化点温度高10~80℃,较佳地为160~180℃,更佳地为160~170℃。
所述捏合处理的时间可为本领域该类操作常规的时间,较佳地为1~2h,更佳地为1.5~2h。发明人在研发过程中发现,当所述捏合处理的时间低于1h时,物料易结块,物料混合不均匀;当所述捏合处理的时间高于2h时,所述粘合剂发挥损失,捏合物不能成型。
本发明中,所述炭化处理的操作之前,还进一步包括压片、粉碎和压块成形的操作。
其中,所述压片的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。较佳地,所述压片后制得物料的厚度为2~5mm,更佳地为3~4mm。通过所述压片的操作便于物料的搬运、保管和计量,并且通过所述压片易于检验物料的均匀性和粘结性。
所述粉碎的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。所述粉碎后制得物料的粒径D50可为本领域常规的粒径D50,较佳地为小于等于100μm,更佳地为5~100μm。
所述压块成形的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法,所述压块成形的方法较佳地为挤压成形、模压成形或冷等静压成形。所述压块成形有助于所述石墨化处理的进行。
其中,所述挤压成形的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。
所述模压成形的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。
所述冷等静压成形的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。
本发明中,所述炭化处理的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法。
本发明中,所述炭化处理的温度较佳地为1600~1800℃,例如1750℃。
本发明中,所述炭化处理的时间可为本领域该类操作常规的时间,较佳地为2~6h,更佳地为2~5h,例如,3h或4h。
本发明中,所述炭化处理可在惰性气氛下进行。其中,所述惰性气氛可为本领域该类操作常规使用的惰性气氛,较佳地为氮气。
本发明中,所述炭化处理后还进一步包括冷却处理,所述冷却处理的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法,一般可为降温至室温,较佳地为降温至5~40℃。
本发明中,所述石墨化处理的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法,一般在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行。
本发明中,所述石墨化处理的温度可为本领域该类操作常规的温度,较佳地为2800~3200℃,更佳地为3000℃。
本发明中,所述石墨化处理的时间可为本领域该类操作常规的时间,较佳地为24~48h,更佳地为24~36h。
本发明还提供一种石墨负极材料,其由如上所述石墨负极材料的制备方法制得。
本发明还提供一种如上所述石墨负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。
本发明还提供一种锂离子电池,其负极材料为如上所述石墨负极材料。
本发明中,所述锂离子电池可采用本领域常规制备方法制得。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:采用本发明制得的石墨负极材料制成的扣式电池的综合性能优良,主要有以下优点:①电化学性能好,首次放电容量在369mAh/g以上;②放电平台及平台保持率较高;③大电流充放电性能较好;④首次放电效率高,首次放电效率≥95%;⑤循环性能好,300次循环,容量保持≥95%;⑥安全性较好,130℃/60分钟,不爆、不涨;⑦对电解液及其它添加剂适应性较好。本发明的制备方法简单可行,适用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例2制得的石墨负极材料的首次充放电曲线。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
下述实施例中,石油沥青为大连明强化工材料有限公司生产的MQ-100中温沥青;
下述实施例中,煤沥青为河南博海化工有限公司生产的中温沥青。
下述实施例中,鳞片石墨粉为萝北北方石墨有限公司生产的鳞片石墨粉;
下述实施例中,微晶石墨粉为湖南省郴州市鲁塘微晶石墨碳素有限公司生产的微晶石墨粉。
实施例1
搅拌下交替加入70kg微晶石墨粉(D50为20.3μm)和135kg鳞片石墨粉(D50为20.4μm)混合均匀,再与18kg石油沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)于捏合锅中混合,于170℃进行捏合处理1h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为3mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1600℃的温度下炭化处理3h,之后将反应产物冷却至室温,再于3000℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行36h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为16.2μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为372.3mAh/g,首次放电效率为95.6%。
实施例2
搅拌下交替加入60kg微晶石墨粉(D50为8.9μm)和114kg鳞片石墨粉(D50为25.4μm)混合均匀,再与8kg石油沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)于捏合锅中混合,于160℃进行捏合处理1.5h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为4mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1800℃的温度下炭化处理5h,之后将反应产物冷却至室温,再于3000℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的催化石墨化处理,制得颗粒粒径D50为17.7μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为373.4mAh/g,首次放电效率为95.7%。
实施例3
搅拌下交替加入80kg微晶石墨粉(D50为50.0μm)和128kg鳞片石墨粉(D50为22.3μm)混合均匀,再与12kg煤沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)到捏合锅中混合,于180℃进行捏合处理1h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为5mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用固相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1900℃的温度下炭化处理3h,之后将反应产物冷却至室温,再于2800℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行36h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为16.9μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为372.2mAh/g,首次放电效率为95.2%。
实施例4
搅拌下交替加入50kg微晶石墨粉(D50为2.4μm)和169kg鳞片石墨粉(D50为20.5μm)混合均匀,再与6kg煤沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)于捏合锅中混合,于160℃进行捏合处理1.5h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为4mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1750℃的温度下炭化处理2h,之后将反应产物冷却至室温,再于2800℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为13.4μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为371.0mAh/g,首次放电效率为95.8%。
实施例5
搅拌下交替加入65kg微晶石墨粉(D50为5.8μm)和127g鳞片石墨粉(D50为30.0μm)混合均匀,再与16kg石油沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)到捏合锅中混合,于160℃进行捏合处理1.5h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为2mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用固相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1900℃的温度下炭化处理2h,之后将反应产物冷却至室温,再于3200℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行24h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为28.5μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为369.5mAh/g,首次放电效率为95.4%。
实施例6
搅拌下交替加入60kg微晶石墨粉(D50为10.6m)和140kg鳞片石墨粉(D50为20μm)混合均匀,再与4kg石油沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)于捏合锅中混合,于180℃进行捏合处理2h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为3mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1900℃的温度下炭化处理4h,之后将反应产物冷却至室温,再于3000℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为19.3μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为375.2mAh/g,首次放电效率为95.3%。
实施例7
搅拌下交替加入60kg微晶石墨粉(D50为9.2μm)和120kg鳞片石墨粉(D50为25.4μm)混合均匀,再与14kg煤沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)于捏合锅中混合,于160℃进行捏合处理2h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为5mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1750℃的温度下炭化处理2h,之后将反应产物冷却至室温,再于3000℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为16.8μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为369.9mAh/g,首次放电效率为95.8%。
对比例1
搅拌下交替加入60kg微晶石墨粉(D50为6.5μm)、140kg鳞片石墨粉(D50为25.4μm)和10kg石油沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)到反应釜中混合,进行热包覆处理,包覆结束后在氮气的保护下,并在1600℃的温度下炭化处理2h,之后将反应产物冷却至室温,再于3200℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的石墨化处理。制得颗粒粒径D50为17.3μm的石墨负极材料,其半电池的首次放电容量为350.7mAh/g,首次放电效率为88.9%。
对比例2
搅拌下交替加入60kg微晶石墨粉(D50为7.1μm)和140kg鳞片石墨粉(D50为25.4μm)混合均匀,再与10kg煤沥青(粉碎至D50为0.1mm以下)到捏合锅中混合,于160℃进行捏合处理1h,捏合处理结束后,在压片机中压成片状(厚度为5mm),粉碎成粒径小于100μm的颗粒,再采用液相捏合方法压块成形。在氮气的保护下,并在1100℃的温度下炭化处理2h,之后将反应产物冷却至室温,再于2800℃条件下,在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行48h的石墨化处理,制得颗粒粒径D50为23.4μm的石墨负极材料,其半电池容量355.7mAh/g,首次效率88.0%。
对比例3
与实施例1相比,区别仅在于微晶石墨粉和鳞片石墨粉的质量比为1:0.1,其他条件参数同实施例1。
对比例4
与实施例1相比,区别仅在于微晶石墨粉和鳞片石墨粉的质量比为1:5,其他条件参数同实施例1。
对比例5
与实施例1相比,区别仅在于炭化温度为2000℃,其他条件参数同实施例1。
效果实施例
(1)对实施例1~7以及对比实施例1~5制得的石墨负极材料分别进行粒径、真密度、比表面积以及灰分等测试,结果列于表1中。
测试所使用的仪器名称及型号为:粒径,激光粒度分布仪MS2000;真密度,超级恒温水槽SC-15;灰分,高温电炉SX2-2.5-12;比表面积,比表面积测定仪NOVA2000。
(2)采用半电池测试方法对实施例1~7以及对比实施例1~5中的石墨负极材料进行首次放电容量以及首次放电效率的测试,结果列于表1。
半电池测试方法为:石墨负极材料、含有6%~7%聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮及2%的导电炭黑按91.6:6.6:1.8的比例混合均匀,涂于铜箔上,将涂好的极片放入温度为110℃真空干燥箱中真空干燥4h备用。模拟电池装配在充氩气的德国布劳恩手套箱中进行,电解液为1M LiPF6+EC∶DEC∶DMC=1∶1∶1(体积比),金属锂片为对电极,电化学性能测试在美国ArbinBT2000型电池测试仪上进行,充放电电压范围为0.005至1.0V,充放电速率为0.1C。
(3)采用全电池测试方法对实施例1~7以及对比实施例1~5制得的石墨负极材料的循环性能进行测试。全电池测试方法为:以各实施例或对比例制得的石墨负极材料作为负极,以钴酸锂作为正极,1M-LiPF6EC∶DMC∶EMC=1∶1∶1(体积比)溶液作电解液装配成全电池,测试1C充放300周后容量保持率,结果表明容量保持率可达95%以上,表明循环性能好,结果见表1。
(4)对由实施例1~7的石墨负极材料制成的成品电池其它相关项目测试结果为:放电平台(3.6V)≥75%,循环100周平台保持≥95%;倍率放电3C容量≥50%;300次循环,容量保持率≥95%;过充、高温短路、热冲击等安全性能测试稳定性好,不起火,不爆炸,表面温度不超过150℃;对电解液适应性较好,不析锂;产品稳定,批次之间几乎没有差别;过充性能较好;极片加工性好。
表1
从上面的数据可以看出,对比例1的首次放电效率低,仅为88.9%;对比例2的首次放电容量低,仅为355.7mAh/g。采用本发明的制备方法制得的石墨负极材料,比表面积可以控制在3.0~4.0m2/g,放电容量可达369mAh/g以上,降低了不可逆容量的损失,提高了能量密度,减少正极的用量;比表面积控制在合适的范围,既能保证颗粒表面细孔发达,又有利于抑制锂离子电池体系产生气胀现象,电池的安全性能好;过充性能较好;采用实施例2制得的石墨负极材料进行电压平台测试,结果显示具有理想的电压平台,放电电压很快达到平稳状态,如图1所示;循环性能好,循环300次后容量保持率可达到95%以上。
Claims (22)
1.一种石墨负极材料的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
微晶石墨粉、鳞片石墨粉和粘合剂的捏合物进行炭化处理和石墨化处理,即可;
其中,所述捏合物中,所述微晶石墨粉与所述鳞片石墨粉的质量比为1:(1.5~4);所述粘合剂的质量占所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的总质量的百分数为1%~9%;所述炭化处理的温度为1600~1900℃。
2.如权利要求1所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨负极材料的原料不包括石墨化催化剂;
和/或,所述微晶石墨粉的粒径D50为1~60μm;
和/或,所述鳞片石墨粉的粒径D50为20~40μm;
和/或,所述粘合剂为石油沥青和/或煤沥青;
和/或,所述粘合剂的粒径D50为小于等于0.1mm;
和/或,所述粘合剂的质量占所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的总质量的百分数为2%~8.8%。
3.如权利要求2所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述微晶石墨粉的粒径D50为1~50μm;
和/或,所述鳞片石墨粉的粒径D50为20~30μm;
和/或,所述粘合剂的粒径D50为0.01~0.1mm;
和/或,所述粘合剂的质量占所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的总质量的百分数为3%~6%。
4.如权利要求1所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述捏合物的制备方法包括如下步骤:所述微晶石墨粉、所述鳞片石墨粉和所述粘合剂的混合物进行捏合处理。
5.如权利要求4所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述捏合物的制备方法包括如下步骤:所述微晶石墨粉和所述鳞片石墨粉的混合物与所述粘合剂进行捏合处理。
6.如权利要求4所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述捏合处理的方法为固相捏合法或液相捏合法;
和/或,所述捏合处理的温度为低于所述粘合剂的交联温度,并且比所述粘合剂的软化点温度高10~80℃;
和/或,所述捏合处理的时间为1~2h。
7.如权利要求6所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述捏合处理的方法为液相捏合法;
和/或,所述捏合处理的温度为160~180℃;
和/或,所述捏合处理的时间为1.5~2h。
8.如权利要求7所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述捏合处理的温度为160~170℃。
9.如权利要求1所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述炭化处理的操作之前,还进一步包括压片、粉碎和压块成形的操作。
10.如权利要求9所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述压片后制得物料的厚度为2~5mm。
11.如权利要求10所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述压片后制得物料的厚度为3~4mm。
12.如权利要求9所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述粉碎后制得物料的粒径D50为小于等于100μm。
13.如权利要求12所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述粉碎后制得物料的粒径D50为5~100μm。
14.如权利要求9所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述压块成形的方法为挤压成形、模压成形或冷等静压成形。
15.如权利要求1所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述炭化处理的温度为1600~1800℃;
和/或,所述炭化处理的时间为2~6h;
和/或,所述炭化处理在惰性气氛下进行;
和/或,所述炭化处理后还进一步包括冷却处理。
16.如权利要求15所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述炭化处理的温度为1750℃;
和/或,所述炭化处理的时间为2~5h;
和/或,所述惰性气氛为氮气;
和/或,所述冷却处理为降温至室温。
17.如权利要求16所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,冷却处理为降温至5~40℃。
18.如权利要求1~17中任一项所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨化处理在艾奇逊石墨化坩埚炉中进行;
和/或,所述石墨化处理的温度为2800~3200℃;
和/或,所述石墨化处理的时间为24~48h。
19.如权利要求18所述的石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨化处理的温度为3000℃;
和/或,所述石墨化处理的时间为24~36h。
20.一种石墨负极材料,其特征在于,所述石墨负极材料由如权利要求1~19中任一项所述的石墨负极材料的制备方法制得。
21.一种如权利要求20所述的石墨负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。
22.一种锂离子电池,其特征在于,其负极材料为如权利要求20所述的石墨负极材料。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000182617A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Nkk Corp | リチウム二次電池電極用炭素材料およびその製造方法およびリチウム二次電池 |
WO2004011370A1 (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Jfe Chemical Corporation | 複合黒鉛材料およびその製造方法、ならびにこれを用いた負極材料、負極およびリチウムイオン二次電池 |
CN102522532A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 中科恒达石墨股份有限公司 | 一种新型锂离子电池负极材料及其制备方法 |
CN102593434A (zh) * | 2011-01-11 | 2012-07-18 | 上海杉杉科技有限公司 | 锂二次电池用复合石墨颗粒及其制备方法 |
CN103311520A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池复合石墨负极材料及其制备方法 |
CN103803535A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-05-21 | 于洪洲 | 一种包覆超细石墨粉末的加工工艺 |
CN104386948A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-03-04 | 长沙理工大学 | 一种快速制备高导热石墨复合材料的方法 |
CN104681786A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-03 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种煤基负极材料、制备方法及锂离子电池 |
CN105731427A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-07-06 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法 |
CN106532051A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-03-22 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种利用天然石墨制备动力锂离子电池负极材料的方法 |
CN107814383A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-20 | 广东东岛新能源股份有限公司 | 一种锂离子电池用改性微晶石墨负极材料及其制备方法和用途 |
CN109449428A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-08 | 中南大学 | 一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用 |
CN109599546A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-09 | 中南大学 | 一种沥青碳包覆天然混合石墨材料及其制备锂离子电池负极的方法 |
-
2020
- 2020-04-21 CN CN202010315486.3A patent/CN112670464B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000182617A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Nkk Corp | リチウム二次電池電極用炭素材料およびその製造方法およびリチウム二次電池 |
WO2004011370A1 (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Jfe Chemical Corporation | 複合黒鉛材料およびその製造方法、ならびにこれを用いた負極材料、負極およびリチウムイオン二次電池 |
CN102593434A (zh) * | 2011-01-11 | 2012-07-18 | 上海杉杉科技有限公司 | 锂二次电池用复合石墨颗粒及其制备方法 |
CN102522532A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 中科恒达石墨股份有限公司 | 一种新型锂离子电池负极材料及其制备方法 |
CN103311520A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池复合石墨负极材料及其制备方法 |
CN104386948A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-03-04 | 长沙理工大学 | 一种快速制备高导热石墨复合材料的方法 |
CN103803535A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-05-21 | 于洪洲 | 一种包覆超细石墨粉末的加工工艺 |
CN105731427A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-07-06 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法 |
CN104681786A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-03 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种煤基负极材料、制备方法及锂离子电池 |
CN106532051A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-03-22 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种利用天然石墨制备动力锂离子电池负极材料的方法 |
CN107814383A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-20 | 广东东岛新能源股份有限公司 | 一种锂离子电池用改性微晶石墨负极材料及其制备方法和用途 |
CN109449428A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-08 | 中南大学 | 一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用 |
CN109599546A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-09 | 中南大学 | 一种沥青碳包覆天然混合石墨材料及其制备锂离子电池负极的方法 |
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