[发明专利]一种用于正极导电剂的碳材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种碳材料，尤其是一种用于正极导电剂的碳材料的制备方法，属于锂离子电池生产技术领域。通过本发明生产催化剂时能够实现对催化剂物料的连续还原制备，有效提高生产效率，同时有效保证生产的催化剂质量，也能够有效降低能耗和减少混合气的浪费；进一步生产碳材料时，能够有效提高生产效率、降低生产成本，减少能耗和浪费；并且由于混合气体的流动方向与物料的移动方向相反，能够保证混合气体能够与催化剂等物料良好接触与反应，能够有效保证产品质量，减少混合气体和催化剂的浪费。

技术领域

本发明涉及一种碳材料，尤其是一种用于正极导电剂的碳材料的制备方法，属于锂离子电池生产技术领域。

背景技术

导电剂是锂离子电池电极的重要组成部分之一。作为动力型锂离子电池常用的正极材料，锰酸盐、硝酸盐等正极材料的电导率都很低，但良好的大倍率充放电特性和较长的使用寿命不能保证。这是动力锂离子电池应用中所面临的一个重要问题。因此，循环稳定性好的新型导电剂的研究开发已成为锂离子电池研究的一个重要课题。

近年来，随着纳米碳材料大量工业化生产的普遍实现，纳米碳材料已经应用于锰酸锂电池正极导电剂。以碳材料作为锰酸锂电池正极导电剂的极片形成了完美的导电网络，使电池内阻明显减小，从而使其发热很少并保持良好的稳定性，大倍率性能有了明显改善，使得电池容量保持率也明显高于其他普通正极导电剂的电池。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于正极导电剂的碳材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于正极导电剂的碳材料的制备方法，包括以下步骤：

Ⅰ. 催化剂的制备

1）将酸处理的纳米碳管和水按重量比为1：70-90混合，得到混合物；

2）包覆：用蠕动泵向所述混合物中双向滴入硝酸钴和硝酸锰的混合溶液以及浓度为1mol/L的碳酸氢铵溶液，调节溶液的pH，至溶液颜色为酒红色为止；所述混合溶液中硝酸钴和硝酸锰的浓度分别为1mol/L；

3）过滤：过滤包覆处理后的溶液，将得到的固体洗涤至无色，在120-140℃条件干燥后，研磨至粒径为15μm的颗粒；

4）有氧分解：将所述颗粒在370-390℃下有氧分解30-50分钟，至颜色变为黑色；

5）还原：将有氧分解处理后的颗粒在氩气和氢气的氛围中真空570-590℃还原60-120分钟，即得催化剂；

还原是在氧化还原装置中进行的，该装置包括炉体10，炉体10的前部设置有与炉体内腔连通的进气口11和排料口13，后部设置有与炉体10内腔连通的出气口12和进料口14。进料口14位于炉体10的顶端，排料口13位于炉体10的底端，便于加料和排料；进料口14上设置有进料管141，进料管141的上部自下而上外扩而成漏斗状，方便从进料口14添加物料至炉体10内。排料口13上设置有排料管131，便于与后续加工设备或收料容器或料管道相连。氢气和氩气按一定比例持续从进气口11通入炉体10内腔中而填充满炉体10内腔形成氢气和氩气的混合气氛围，多余的气体或还原过程中产生的其他气体则能够从出气口12排出，加热装置能够对炉体10或炉体10内的有氧分解处理的颗粒进行加热，有氧分解处理的颗粒从进料口14进入到炉体10内后，由送料装置推向排料口，在此过程中有氧分解处理的颗粒在混合气氛围中受热而产生还原反应，由此能够实现对催化剂物料的连续还原制备，无需频繁对炉体10进行冷却，能够有效提高生产效率，并且由于混合气的流动方向与有氧分解处理的颗粒的移动方向相反，能够保证有氧分解处理的颗粒与混合气的良好接触和反应，能够有效保证生产的催化剂质量，也能够有效降低能耗和减少混合气的浪费。