[发明专利]一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，包括以下制备步骤：步骤（1）、粉碎焦炭，将焦炭粉碎至平均粒度为15‑17μm的粉体；步骤（2）、混合，焦炭粉体与平均粒度6‑10μm、软化点为100‑150℃的煤沥青粉体以100:6‑100:10的质量比混合均匀；步骤（3）、沥青包覆，在空气气氛下，混料在250‑350℃的滚筒炉或卧式釜中边搅拌边加热，加热时间为2‑4h，空气流量为0.5‑1.5 m³/h，完成沥青对焦炭的包覆及沥青的交联固化。本发明在空气气氛下对焦炭粉体进行沥青包覆处理，使焦炭颗粒表面的沥青变成具有不溶不融特性的热固性高分子结构；在石墨化过程中，保证电极结构的稳定性，另外加热仅需250‑350℃，因此更节能、产量更高。

技术领域

本发明涉及电极生产技术领域，具体为一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法。

背景技术

储能锂离子电池主要应用于基站、家用储能、商业备用电源、风力光能发电存储、电网调频调峰等领域，其基本特点是循环性能好、成本低。因此，储能类负极材料应具备价格较低、循环性能好等特点。目前常用的储能类负极材料是煅前石油焦经过磨粉、造粒、石墨化制备的具有各向同性结构的人造石墨。该负极材料循环性能优异，但生产工序较长、各工序收率较低、造粒温度较高（550-650℃），造成成本居高不下，能量密度也较低，无法满足储能锂离子电池的长期需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤（1）、粉碎焦炭，将焦炭粉碎至平均粒度为15-17μm的粉体；

步骤（2）、混合，焦炭粉体与平均粒度6-10μm、软化点为100-150℃的煤沥青粉体以100:6-100:10的质量比混合均匀；

步骤（3）、沥青包覆，在空气气氛下，混料在250-350℃的滚筒炉或卧式釜中边搅拌边加热，加热时间为2-4h，空气流量为0.5-1.5 m³/h，完成沥青对焦炭的包覆及沥青的交联固化；

步骤（4）、石墨化，沥青包覆后的焦炭粉体在3000℃的艾奇逊石墨化炉中进行石墨化，制得储能类石墨负极材料。

优选的是，所述焦炭为石油焦、沥青焦、针状焦中的一种、两种或三种，焦炭的挥发分为6-10%，灰分小于1%，硫分小于0.5%。

优选的是，所述的一种储能锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤（1）、粉碎焦炭，将焦炭粉碎至平均粒度为16μm的粉体；

步骤（2）、混合，焦炭粉体与平均粒度6μm、软化点为120℃的煤沥青粉体以100:7的质量比混合均匀；

步骤（3）、沥青包覆，在空气气氛下，混料在320℃的滚筒炉或卧式釜中边搅拌边加热，加热时间为2-4h，空气流量为1 m³/h，完成沥青对焦炭的包覆及沥青的交联固化；

步骤（4）、石墨化，沥青包覆后的焦炭粉体在3000℃的艾奇逊石墨化炉中进行石墨化，制得储能类石墨负极材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，在空气气氛下对焦炭粉体进行沥青包覆处理，不仅实现沥青对焦炭颗粒表面的覆盖，同时实现煤沥青的氧化交联固化，使焦炭颗粒表面的沥青变成具有不溶不融特性的热固性高分子结构；在随后的石墨化过程中，交联沥青的体积收缩明显小于焦炭，因而形成密闭的孔洞结构，嵌锂时为焦炭形成的石墨发生膨胀预留了空间，保证电极结构的稳定性，从而提高锂离子电池的循环性能；另外，本发明所述加热仅需250-350℃，远低于造粒工序的550-650℃，加热时间只有2-4h，远低于造粒工序的6-10h，因此更节能、产量更高。

附图说明

图1为本发明所述技术方案的示意图。