本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域,特別是指一種高倍率高壓實石墨負極材料的制備方法。
背景技術(shù):
普通人造石墨負極材料多采用球化系統(tǒng)將人造石墨碎球化整形后直接出售。現(xiàn)有的自動球化系統(tǒng)主要存在以下問題:設(shè)備主要針對天然鱗片石墨球化而設(shè)計,使用的氣流渦旋超微粉機功率一樣,在對人造石墨負極材料球化整形時,相同功率的氣流渦旋超微粉機會造成已球化好的粒子再次破碎,致使球形度破壞,收率降低;另外,在球化后期,已有部分過細物料被回收,參與球化的物料已大幅減少,此時仍采用大功率氣流渦旋超微粉機進行球化,會增大設(shè)備能耗。
經(jīng)過球化整形的人造石墨負極材料仍存在比表面積大、克比容量低、壓實密度低等問題。為制備性能更好的人造石墨負極材料,還需對其進行改性處理。專利CN101924209A將針狀焦通過催化石墨化、包膜等改性處理,制得性能較好的人造石墨負極材料;但其制備原料為針狀焦,價格貴,而且制備工藝復(fù)雜。專利CN1691374A將包覆材料用溶劑溶解后包覆于人造石墨表面,制得的人造石墨負極材料比表面低,首次庫侖效率高;但制備過程中引入大量溶劑,工藝復(fù)雜,對環(huán)境影響大。專利CN1649192A將高溫瀝青破碎至2μm以下后與天然石墨進行混合,制得的天然石墨負極材料首次庫侖效率達到92%;但其在制備過程中僅要求均勻混合,導(dǎo)致包覆效果相比液相包覆效果稍差,且在制備過程中要求將瀝青破碎至2μm以下,現(xiàn)有微粉設(shè)備極難達到工藝要求。因此,如何采用更合理的人造石墨負極材料固相包覆技術(shù),是目前業(yè)界一個亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出一種高倍率高壓實石墨負極材料的制備方法,該方法加工產(chǎn)品的工藝簡單,成本低,質(zhì)量易于控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種高倍率高壓實石墨負極材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟a.選取粒度小于5mm的優(yōu)質(zhì)人造石墨為原料,將其球化;
步驟b.將上述球化后的石墨粗碎為20-30um的石墨顆粒;
步驟c.將上述石墨顆粒用氣流粉碎機進行精細粉碎,粉碎成粒徑15-20μm的微粉;
步驟d.將上述微粉分級細度10-13um,然后與粘結(jié)劑在高速攪拌機中混合攪拌;
步驟e.將攪拌后的粉體裝入石墨坩堝,在2800℃-3500℃進行石墨化燒結(jié),得到石墨負極顆粒;
步驟f.將燒結(jié)后的石墨負極顆粒進行粗碎過篩,即可獲得本產(chǎn)品。
作為優(yōu)選,所述步驟e的石墨化燒結(jié)的石墨坩堝溫度控制在3000℃為宜。
作為優(yōu)選,所述步驟c的精碎過程中在石墨中加入瀝青微粉,然后混合攪拌。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:該產(chǎn)品加工工藝簡單,成本低,質(zhì)量易于控制,性價比高,適用于動力電池使用的理想負極材料。高容量高倍率鋰電池負極材料的制備方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中在常壓下生產(chǎn)石墨負極材料的需要設(shè)備多、產(chǎn)量低、能耗大的缺點,具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1:
一種高倍率高壓實石墨負極材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟a.選取粒度5mm的優(yōu)質(zhì)人造石墨為原料,將其球化;
步驟b.將上述球化后的石墨粗碎為20um的石墨顆粒;
步驟c.將上述石墨顆粒用氣流粉碎機進行精細粉碎,粉碎成粒徑15μm的微粉,精碎過程中在石墨中加入瀝青微粉,然后混合攪拌;
步驟d.將上述微粉分級細度10um,然后與粘結(jié)劑在高速攪拌機中混合攪拌;
步驟e.將攪拌后的粉體裝入石墨坩堝,在2800℃進行石墨化燒結(jié),得到石墨負極顆粒;
步驟f.將燒結(jié)后的石墨負極顆粒進行粗碎過篩,即可獲得本產(chǎn)品。
實施例2:
一種高倍率高壓實石墨負極材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟a.選取粒度3mm的優(yōu)質(zhì)人造石墨為原料,將其球化;
步驟b.將上述球化后的石墨粗碎為25um的石墨顆粒;
步驟c.將上述石墨顆粒用氣流粉碎機進行精細粉碎,粉碎成粒徑18μm的微粉,精碎過程中在石墨中加入瀝青微粉,然后混合攪拌;
步驟d.將上述微粉分級細度12um,然后與粘結(jié)劑在高速攪拌機中混合攪拌;
步驟e.將攪拌后的粉體裝入石墨坩堝,在3000℃進行石墨化燒結(jié),得到石墨負極顆粒;
步驟f.將燒結(jié)后的石墨負極顆粒進行粗碎過篩,即可獲得本產(chǎn)品。
實施例3:
步驟a.選取粒度小于2mm的優(yōu)質(zhì)人造石墨為原料,將其球化;
步驟b.將上述球化后的石墨粗碎為30um的石墨顆粒;
步驟c.將上述石墨顆粒用氣流粉碎機進行精細粉碎,粉碎成粒徑20μm的微粉;
步驟d.將上述微粉分級細度13um,然后與粘結(jié)劑在高速攪拌機中混合攪拌;
步驟e.將攪拌后的粉體裝入石墨坩堝,在3500℃進行石墨化燒結(jié),得到石墨負極顆粒;
步驟f.將燒結(jié)后的石墨負極顆粒進行粗碎過篩,即可獲得本產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:該產(chǎn)品加工工藝簡單,成本低,質(zhì)量易于控制,性價比高,適用于動力電池使用的理想負極材料。高容量高倍率鋰電池負極材料的制備方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中在常壓下生產(chǎn)石墨負極材料的需要設(shè)備多、產(chǎn)量低、能耗大的缺點,具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。