[发明专利]一种高导热石墨材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高导热石墨材料，其以中间相碳微球、锂离子电池炭负极材料加工过程中产生的石墨尾料及陶瓷组元为主要原料，通过冷模压成型和石墨化处理制得；所述锂离子电池炭负极材料加工过程中产生的石墨尾料优选为天然鳞片石墨尾料或人造石墨尾料。

优选地，所述石墨尾料、中间相碳微球及陶瓷组元的重量比为32～68:68～32:1～5。

更优选地，所述的陶瓷组元为Ti、TiC、TiB₂、B₄C和SiC中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的石墨材料，所述的中间相碳微球的粒径D₅₀为3～10μm，优选粒径D₅₀为3～5μm。

3.根据权利要求1或2所述的石墨材料，所述石墨材料的导热率在300W/m.K以上；优选地，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm³之间；更优选地，所述石墨材料的弯曲强度在30MPa以上；还更优选地，所述石墨材料的石墨化度达96％以上；还更优选地，所述石墨材料的电阻率达2.0μΩ.m以上。

4.一种权利要求1-3任一项的高导热石墨材料的制备方法，其以中间相碳微球、锂离子电池炭负极材料加工过程中产生的石墨尾料及陶瓷组元为主要原料，通过冷模压成型和石墨化处理制得所述高导热石墨材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其具体包括如下步骤：

(1)将所述中间相碳微球、石墨尾料及陶瓷组元充分混合；

(2)取步骤(1)的混合料，将其装入一钢模内冷压成型，得到生坯体；

(3)将生坯体置于一石墨化炉内进行石墨化处理。

6.根据权利要求5所述的制备方法，所述步骤(1)中所述中间相碳微球、石墨尾料及陶瓷组元的重量比为68～32:32～68:1～5；所述混合在高速混合机中进行，混合时间为1～3小时。

优选地，所述步骤(2)中的冷压成型可以采用模压成型和等静压成型，优选模压成型；所用的压力为100～240MPa，优选200MPa。

优选地，所述步骤(3)的石墨化处理，是在氮气保护下，首先以1～5℃/min的升温速度升温至900℃，保温20～30min；然后以5～10℃/min的升温速度升温至1300℃，保温10～30min；最后以10～20℃/min的升温速度升温至2000～2800℃，保温30～60min。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的制备方法，所述锂离子电池炭负极材料加工过程中产生的石墨尾料为天然鳞片石墨尾料或人造石墨尾料。

优选地，所述的中间相碳微球的粒径D₅₀为3～10μm，优选粒径D₅₀为3～5μm。

更优选地，所述的陶瓷组元为Ti、TiC、TiB₂、B₄C和SiC中的一种或多种。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，所述石墨材料的导热率在300W/m.K以上；优选地，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm³之间；更优选地，所述石墨材料的弯曲强度在30MPa以上；还更优选地，所述石墨材料的石墨化度达96％以上；还更优选地，所述石墨材料的电阻率达2.0μΩ.m以上。

9.权利要求1至3中任一项所述的高导热石墨材料或权利要求4至8任一项所述的制备方法制得的高导热石墨材料的应用，其用于民用高端电子器件、LED用芯片材料、工业装置用换热器等的散热片基材。

10.一种散热片基材，其包括权利要求1至3中任一项所述的高导热石墨材料或权利要求4至8中任一项所述的制备方法制得的高导热石墨材料。

11.权利要求10中所述散热片基材的用途，其用于民用高端电子器件、LED用芯片材料、工业装置用换热器等。