[发明专利]一种改性石墨及其制备方法、锂电池负极材料、锂电池负极片和锂电池有效
申请号: | 202110082159.2 | 申请日: | 2021-01-21 |
公开(公告)号: | CN112830484B | 公开(公告)日: | 2022-11-25 |
发明(设计)人: | 郭道峰;程兴旺;吴敦勇 | 申请(专利权)人: | 贝特瑞(江苏)新能源材料有限公司 |
主分类号: | C01B32/21 | 分类号: | C01B32/21;H01M4/133;H01M4/587;H01M10/0525 |
代理公司: | 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人: | 张丽 |
地址: | 213200 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 改性 石墨 及其 制备 方法 锂电池 负极 材料 | ||
1.一种改性石墨的制备方法,其特征在于,包括:
对石墨进行氧化预处理,得到预处理石墨;
将含有预处理石墨与含羟基聚合物的混合物与氯化锌进行络合反应,然后干燥,得到前驱体;
将所述前驱体进行碳化处理,得到改性石墨。
2.如权利要求1所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述对石墨进行氧化预处理的过程包括:将所述石墨在空气或氧气氛围中煅烧。
3.如权利要求2所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述氧气的流量为0.1mL/s-10mL/s;
所述石墨在氧气氛围中煅烧的温度为500℃-750℃,时间为0.5h-2.5h。
4.如权利要求1所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述含羟基聚合物为聚多元醇类;所述聚多元醇类包括聚乙二醇、聚丙二醇及聚丙三醇中的至少一种;
所述预处理石墨与所述含羟基聚合物的质量比为1:(1-4);
所述预处理石墨与所述氯化锌的质量比为1:(1-4)。
5.如权利要求1所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述混合物中还包括溶剂;
所述溶剂为水;
所述含羟基聚合物与所述溶剂的体积比为1:(10-50)。
6.如权利要求5所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述混合物的制备方法包括:先将所述含羟基聚合物与溶剂混合,然后加入所述预处理石墨混合,得到所述混合物;加入所述预处理石墨混合的时间为10min-60min;所述络合反应的时间为3h-6h。
7.如权利要求1所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述干燥前还包括:先将所述络合反应后的产物进行加热蒸发;所述加热蒸发的温度为80℃-100℃;
所述干燥的过程包括:将所述络合反应后的产物在60℃-80℃的温度下真空干燥12h-24h。
8.如权利要求1所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述碳化处理为将所述前驱体在保护气氛环境或真空环境中煅烧;
所述前驱体在保护气氛环境中煅烧的温度为900℃-1200℃,时间为2h-4h。
9.如权利要求1-8任一项所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述石墨为回收石墨;所述回收石墨从废旧锂电池石墨负极片中回收得到。
10.如权利要求9所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述回收石墨的制备方法包括:
将废旧锂电池石墨负极片进行拆解回收石墨粗产品;
将所述石墨粗产品在空气氛围或氧气氛围中煅烧,得到预处理石墨粗产品;
将所述预处理石墨粗产品与酸性物质和氧化剂混合反应,然后进行第一次固液分离;
将所述第一次固液分离得到的固体与碱性还原剂混合反应,然后进行第二次固液分离,所述第二次固液分离得到的固体即为回收石墨。
11.如权利要求10所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,将所述废旧锂电池石墨负极片进行拆解之前还包括:将所述废旧锂电池石墨负极片在保护气氛或真空环境中煅烧;所述煅烧的温度为300℃-600℃,时间为1h-3h;所述保护气氛包括氮气、氩气、氦气及氖气中的至少一种。
12.如权利要求10所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,采用浮选工艺将所述废旧锂电池石墨负极片进行拆解回收石墨粗产品;
所述拆解回收石墨粗产品的过程包括:将所述废旧锂电池石墨负极片粉碎后倒入浮选池中进行搅拌,收集上层物并干燥,得到石墨粗产品。
13.如权利要求12所述的改性石墨的制备方法,其特征在于,所述浮选池中使用的液体为水;
采用真空干燥方式将所述上层物进行干燥;
将所述上层物在80℃-120℃的温度下真空干燥6h-24h。
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