[发明专利]一种电池负极材料的包覆改性方法

说明书

本发明公开了一种电池负极材料的包覆改性方法，包括以下步骤：取针状焦原材料，首先进行石墨化处理，然后采用机械混合法进行含氟聚合物的包覆，再进行烧结，最后将烧结后的物料进行解聚，得到氟改性的电池负极材料。本申请以针状焦为原材料，石墨化后通过机械混合法在针状焦表面包覆一层含氟聚合物，然后进行烧结处理，最后进行解聚，得到氟改性的负极材料，减小了负极材料与电解液的副反应，减小了首次不可逆容量损失，提高了负极材料的比容量、首次充放电效率及循环性能。

技术领域

本发明属于新材料、新能源汽车、锂离子电池技术领域，具体涉及了一种电池负极材料的包覆改性方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分组成，针状焦作为人造石墨负极材料的主要原料之一，是一种特殊的沥青基碳质材料，在光学显微镜下呈针状结构，具有结晶度高、热膨胀系数小、取向性好、导电率高及易石墨化等一系列优点，但在使用过程中同时存在以下问题：1)针状焦表面易与电解液发生不可逆反应造成充放电效率降低；2)充放电过程中因溶剂共嵌入作用导致电池可逆容量降低，循环性能变差。

发明内容

本发明的目的就在于为解决现有技术的不足，而提供一种电池负极材料的包覆改性方法，旨在提高负极材料的比容量、首次充放电效率，改善其循环性能及倍率性能。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种电池负极材料的包覆改性方法，包括以下步骤：取针状焦原材料，首先进行石墨化处理，然后采用机械混合法进行含氟聚合物的包覆，再进行烧结，最后将烧结后的物料进行解聚，得到氟改性的电池负极材料。

优选的，所述针状焦原材料的D50粒径为8～15μm。

优选的，所述石墨化处理步骤为：将所述针状焦原材料置于石墨化设备中，采用4～6℃/min的速率升温至2800～3200℃，然后保温1～5h。

优选的，所述含氟聚合物为选自聚四氟乙烯、全氟(乙烯丙烯)、全氟烷氧基、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯的一种或多种组合。

优选的，所述机械混合法采用球石研磨法、搅拌研磨法、高速气流冲击法中的一种。

优选的，所述含氟聚合物的包覆步骤为：将石墨化处理后的针状焦原材料、以及含氟聚合物溶液或含氟聚合物的混悬液置于机械混合设备中，混合反应；所述针状焦原材料与所述含氟聚合物的质量比为(98.5～99.5)：(0.5～1.5)。

优选的，所述含氟聚合物溶液或含氟聚合物的混悬液的溶剂为选自DMF、DMAc、DMSO、NMP或纯化水的一种。

优选的，所述烧结温度不小于所包覆的所述含氟聚合物的熔点，烧结在惰性气体保护下进行。

优选的，所述烧结前还包括干燥的步骤，所述干燥方法采用喷雾干燥、流化床干燥、回转窑干燥中的一种。

优选的，所述解聚采用分级粉碎机、分级式冲击磨设备的一种，解聚后的物料D50粒径控制为10～20μm。

本申请以针状焦为原材料，石墨化后通过机械混合法在针状焦表面包覆一层含氟聚合物，然后进行烧结处理，最后进行解聚，得到氟改性的负极材料，减小了负极材料与电解液的副反应，减小了首次不可逆容量损失，提高了负极材料的比容量、首次充放电效率及循环性能。

具体实施方式

本发明提供了一种电池负极材料的包覆改性方法，包括以下步骤：取针状焦原材料，首先进行石墨化处理，然后采用机械混合法进行含氟聚合物的包覆，再进行烧结，最后将烧结后的物料进行解聚，得到氟改性的电池负极材料。