[发明专利]人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池负极

说明书

人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池负极，人造石墨负极材料的制备方法如下：对成品石墨进行分级，筛分出平均粒径为1.5～4μm的人造石墨细粉；将人造石墨细粉与煤沥青按1:2.5～1:5.5的质量比混合；将混合物料加入卧式反应釜中在惰性气体保护下造粒，得到平均粒径为4～7.5μm的单颗粒和二次颗粒混合前驱体；将前驱体进行烧结炭化处理，将炭化后得到的二次颗粒石墨进行筛分，得到平均粒径为4～12μm的二次颗粒人造石墨负极材料。本发明解决了电池低温下大倍率充放电问题，同时利用人造石墨细粉本身所具备的良好电解液适应性和长循环寿命，改善了电池的循环性能、低温循环性能及安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种动力锂离子电池的负极材料及其制备方法，以及使用该负极材料制备的锂离子电池负极。

背景技术

随着技术的发展，电动汽车正逐渐得到普及。从发展趋势看，锂离子电池将成为电动汽车的主要动力电源之一，现阶段已有使用锂离子电池的电动汽车在销售，动力型锂离子电池未来的市场前景更加广阔。动力型锂离子电池需要拥有更好的倍率充放性能、高低温性能、长的循环寿命以及低廉的价格等特点才能满足市场的需求。

目前为了满足长寿命需求，人造石墨是锂离子电池负极的首选。人造石墨相比于天然石墨具有更好的循环稳定性，良好的电解液适应性，以及循环工程中更低的体积变化，更适用于动力型锂离子电池。但由于人造石墨是层状结构，低温时由于电解液电导率下降，导致低温条件下无法满足大倍率充放电的需求。

为了解决以上问题，现有技术中采用掺混硬碳或包覆硬碳的方式对人造石墨进行处理，但处理过程中由于硬碳对水分的管控要求极其严格，不仅延长了生产周期，影响产能；而且所用的人造石墨需经高温石墨化的工艺处理，石墨化工艺和掺混硬碳或包覆硬碳工艺导致生产成本显著提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的、且具有较好倍率性能的人造石墨负极材料及其制备方法，和锂离子电池负极。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：

对以针状焦原料或石油焦原料生产出的成品石墨进行分级处理，筛分出平均粒径为1.5～4μm的人造石墨细粉；

将筛分得到的人造石墨细粉与煤沥青按1:2.5～1:5.5的质量比混合；

将混合后的物料加入卧式反应釜中在惰性气体保护下进行造粒，得到平均粒径为4～7.5μm的单颗粒和二次颗粒混合前驱体；

将前驱体进行烧结炭化处理，将炭化后得到的二次颗粒石墨进行筛分，得到平均粒径为4～12μm的二次颗粒人造石墨负极材料。

更具体的，所述煤沥青的平均粒径为5～8μm。

更具体的，所述煤沥青的软化点为100℃～300℃。

更具体的，造粒的时间为8～24小时，温度为500～800℃。

更具体的，烧结炭化的温度为600～1200℃，时间为6～12小时。

人造石墨负极材料，采用前述制备方法制得。

锂离子电池负极，包括：集流体和涂覆在集流体上的负极浆料，所述负极浆料由负极混合物料溶于溶剂中制得，负极混合物料包括导电剂、粘结剂和人造石墨负极材料，所述人造石墨负极材料为前述人造石墨负极材料。