[发明专利]一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池用负极材料技术领域，具体涉及一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法。本发明采用一台压碎机来代替机械力破碎机，对颗粒原有的形貌破坏小，避免石墨过粉碎而产生大量细粉，产品收率在95％以上，而且避免了粉碎过程中引入大量的杂质。解决了现有的粉碎处理大多采用机械力破碎机，目前最常用的是机械力破碎机如鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等，在这个过程中耗能大，会造成过粉碎，产生细粉，降低收率，增加成本，另外，还会引入大量的杂质，从而影响了负极材料的性能的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池用负极材料技术领域，具体涉及一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，成为上世纪九十年代以来继镍氢电池之后的新一代二次电池。在锂离子电池的开发过程中，电池品质不断提高，生产成本不断下降。在对锂离子电池技术进步的贡献中负极材料起了很大作用。

目前商品化锂离子电池的负极材料仍然是石墨类材料占主导地位。该石墨类材料的制备过程中需要将天然石墨或者人造石墨前驱体(石油焦、针状焦、沥青焦等)粉碎成不同粒径的粉末状颗粒，然后再进行各种处理，制备出合格的石墨类负极材料。为了提高石墨类负极材料的性能，在其后续的加工过程中还要进行石墨化处理。例如将天然石墨进行石墨化处理，去除其内部的杂质元素，将其纯度提高到99％以上，将石油焦、针状焦、沥青焦进行石墨化处理，可以提高其容量和循环性能。然而在石墨化过程中需要将天然石墨微粉或者将石油焦、针状焦、沥青焦装入坩埚内，再将坩埚放入石墨化炉中进行石墨化处理。但是天然石墨微粉或者石油焦、针状焦、沥青焦在坩埚中的松装密度低，这将降低石墨化炉的装料量，从而增加负极材料的石墨化成本。

为了降低石墨化成本，现有的技术中常常是将待石墨化处理的粉末状颗粒与沥青混合，然后压制成块体，在石墨化过程中，可以将块体直接放入石墨化炉中，提高装料量的且不需要使用坩埚，这大幅度降低产品的成本。但石墨化后的块体还要经过破碎制备成粉末状颗粒，而现有的粉碎大多采用机械力破碎机，如鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等。机械力破碎机会造成过粉碎，产生大量细粉(D₅₀＜3μm)，后续工序需要分级机去处理这些细粉，综合来看反而会降低收率，增加成本；另外，大块石墨破碎需要更大的机械力破碎机，耗能大，而且还会引入大量的杂质铁，从而影响了负极材料的性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料制备工艺复杂且过粉碎，造成成品收率低、生产成本高以及杂质含量高的缺陷，提出了一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法，所述方法是采用压碎机代替机械力破碎机，所述压碎机的能耗降低且制备得到的产品的生产率高(高于95％)，杂质含量低(微量金属元素Fe含量小于70ppm)。

本发明是通过如下技术方案实现：

一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将块状石墨送入压碎机进行压碎处理，得石墨颗粒1；

(2)将步骤(1)处理后的石墨颗粒1送入破碎机进行破碎处理，得石墨颗粒2；

(3)将步骤(2)处理后的石墨颗粒2送入打散机进行打散处理，得石墨颗粒3；

(4)将步骤(3)处理后的石墨颗粒3送入旋风集料器进行处理，收集成品料。

根据本发明，步骤(1)中，所述的压碎机用于实现块状石墨的初级破碎，即将块状石墨直接压碎成小颗粒。所述压碎机可以采用现有技术中已知的压碎机，也可以采用本发明所述的压碎机。所述压碎机的数量没有特别的定义，根据待处理的块状石墨的处理量，可以并联设置一个或多个。

根据本发明，步骤(1)中，所述的块状石墨选自天然块状石墨、人造块状石墨、复合块状石墨(天然石墨和人造石墨形成的复合块状石墨)或废电极。