[发明专利]一种人造石墨-硬碳负极材料、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及电池负极材料领域，特别是涉及一种人造石墨‑硬碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：将粘结剂溶于溶剂中，在加入人造石墨混匀，然后加入球形硬碳材料、导电剂混匀得到混合物，再将混合物进行热解；所述热解的参数为：以2～6℃/min的升温速率从30～35℃升到300～400℃保温3～5小时，再以2～6℃/min的升温速率升温至550～600℃保温4～6小时，最后以2～6℃/min的升温速率升温至850～950℃保温6～8小时，随炉冷却至20～25℃；本发明提供一种流程简单、易于实施和应用的人造石墨‑硬碳负极材料的制备方法；本发明还提供一种性能优异的人造石墨‑硬碳负极材料。

技术领域

本发明涉及电池负极材料领域，特别是涉及一种人造石墨-硬碳负极材料、其制备方法及其应用。

背景技术

锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源，具有体积小、容量大、电压高等优点，被广泛用于移动电话、手提电脑、数码相机等便携式电子产品，同时日益扩大的电动汽车领域将给锂离子电池带来更大的发展空间。锂离子电池负极材料是锂离子电池的重要组成部分，负极材料的组成和结构对锂离子电池的电化学性能具有决定性的影响。目前，锂离子电池所采用的负极材料一般为碳素材料，如石墨、软碳(焦炭等)、硬碳等，其中，硬碳负极材料多采用在石墨负极表面包覆一层硬碳或在硬碳材料的表面包覆石墨，如中国专利：申请公布号CN107026262A、申请公布日2017年8月8日的发明专利公开的一种表面石墨烯包覆的高容量球形硬碳负极材料。其制备方法包括以球形硬碳为原料制备氧化石墨包覆体、将包覆有氧化石墨的球形硬碳粉体在惰性气氛保护下、以700～1200℃碳化热还原处理1～6小时后降至室温的步骤。该制备工艺存在工艺流程长、参数不好控制、容易造成不同批次产品的材料性能有差异，且成品率很难控制、成本高的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种性能优异的人造石墨-硬碳负极材料。

本发明还提供一种流程简单、易于实施和应用的人造石墨-硬碳负极材料的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种人造石墨-硬碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：将粘结剂溶于溶剂中，在加入人造石墨混匀，然后加入球形硬碳材料、导电剂混匀得到混合物，再将混合物进行热解；所述热解的参数为：以2～6℃/min的升温速率从30～35℃升到300～400℃保温3～5小时，再以2～6℃/min的升温速率升温至550～600℃保温4～6小时，最后以2～6℃/min的升温速率升温至850～950℃保温6～8小时，随炉冷却至20～25℃。

对上述技术方案的进一步改进为，所述粘结剂为CMC，其在负极材料中的质量百分数含量为10％～20％。

对上述技术方案的进一步改进为，所述人造石墨的纯度≥99％，该人造石墨的粒度≤9μm。

对上述技术方案的进一步改进为，所述人造石墨在负极材料中的质量百分数含量为5％～10％。

对上述技术方案的进一步改进为，所述球形硬碳材料由热解树脂制备得到。

对上述技术方案的进一步改进为，所述球形硬碳材料在负极材料中的质量百分数含量为65％～80％。

对上述技术方案的进一步改进为，所述导电剂为炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、三元导电浆料、二元导电浆料中的一种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述导电剂在负极材料中的质量百分数含量为3.5％～5％。

一种人造石墨-硬碳负极材料，所述材料使用上述制备方法制得。

一种人造石墨-硬碳负极材料的应用，所述材料用于锂电池。

本发明的有益效果为：