[发明专利]一种电动车用新型高倍率改性炭复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，其由普通炭素粉体材料、纳米粉体材料和储能材料组成，三种材料的重量比依次为5~10：1.0~4.0： 0.1~2.0。

2.根据权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，所述的普通炭素粉体材料为石油焦、针状焦、沥青焦、中间相碳微球、高纯微晶石墨、等静压石墨、天然石墨粉中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，所述普通炭素粉体材料的固定碳量为95.0%~99.999%，粒度要求D50=3~20um，D90=8~45um，振实密度为0.6～1.4g/cc，比表面积为0.6～10.0 m2/g。

4.根据权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，所述的纳米粉体材料为纳米碳纤维、碳纳米管、聚丙烯纤维、线型木炭粉、气相生长炭纤维、沥青基纤维粉、石墨烯、超导炭黑、乙炔黑中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，所述的纳米粉体材料固定碳量95.0%~99.999%，振实密度为0.05～0.4g/cc。

6.根据权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料，其特征在于，所述的储能材料为聚糠醛热解炭、乙炔黑微孔碳、酚醛树脂热解炭、脲醛树脂、苯酚糠醛、橡胶热解炭、聚氯乙烯热解微孔炭、ABS树脂改性炭、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂热解炭、聚氨酯中的一种以上，材料粒度要求D90为3.0～8.0um，容量为280～580mAh/g。

7.一种权利要求1所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料的制备方法，其特征在于，其制备过程依次为原料制备、热压成型、低温热处理、改性处理、中温炭化、石墨化和后期处理。

8.根据权利要求7所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料的制备方法，其特征在于，具体的制备步骤为，

（1）原料制备

将固定碳量为95.0%~99.999%的普通炭素粉粉碎分级，分级粒度要求D50=3~20um，D90=8~45um，振实密度为0.6～1.4g/cc，比表面积为0.6～10.0 m2/g的颗粒；然后将固定碳含量95.0%~99.999%，振实密度为0.05～0.4g/cc的纳米粉体材料和粒度要求D90为3.0～8.0um，容量为280～580mAh/g的储能材料，进行混合至均匀，混合粉体材料中常用炭素粉体材料、纳米粉体材料和储能材料的重量比依次为5~10：1.0~4.0： 0.1~2.0；

（2）热压成型

向步骤（1）得到的混合粉体材料中加入粘结剂进行捏合搓揉，二者的重量比为10：0.1~4.0，搓揉好后，然后热压成型；

（3）低温热处理

将步骤（2）的得到的成型的块料进行热处理，热处理温度为300~700℃，热处理时间为2.0～12.0小时，热处理过程中通入氮气、惰性气体中的一种以上进行保护；

（4）改性处理

将步骤（3）得到的材料进行粉碎分级处理，分级粒度要求：D50=3~20um，D90=8~45um，然后再与改性剂均匀混合进行表面包覆改性，二者重量比为10：0.5~2.0；

（5）中温炭化

取出表面包覆改性后的粉体进行热处理，炭化温度为700~1500℃时，炭化时间为8～48小时，炭化过程中通入氮气、惰性气体中的一种以上进行保护；

（6）石墨化

石墨化温度为2200～3200℃，处理时间为5～60小时，在石墨化过程中通入惰性气体进行保护，接着通入氯气进一步进行高温提纯；

（7）后期处理

将石墨化处理后的粉体先进行分选，分选要求D10为4～10um，然后进行筛分，筛网目数为100~500目，最后包装即可。

9.根据权利要求8所述的电动车用新型高倍率改性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的粘结剂为煤焦油、葱油、洗油或恩油；步骤（4）中所述的改性剂为煤沥青、石油沥青、直馏沥青或天然沥青。