一種高導(dǎo)熱石墨材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱石墨材料、其制備方法和應(yīng)用，所述高導(dǎo)熱石墨材料以中間相碳微球、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過冷模壓成型和石墨化處理制得。本發(fā)明的石墨材料性能優(yōu)異，特別適合于作為民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等的散熱片基材。另外，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單、材料的制備周期短，且制得的材料的尺寸可放大，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，大大地降低材料的制作成本；還很好地解決了石墨尾料所致的堆放填埋和環(huán)境污染等問題和隱患，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的綜合利用，使鋰離子電池復(fù)合負(fù)極材料加工企業(yè)的綜合成本降低10％以上。
【專利說明】一種高導(dǎo)熱石墨材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及炭材料領(lǐng)域,具體地說涉及一種高導(dǎo)熱石墨材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率密度電子器件和高端電子工業(yè)器件等逐漸向小型化、結(jié)構(gòu)緊湊化、高功率密度化發(fā)展，由此引發(fā)了散熱問題，對(duì)電子元器件的工作穩(wěn)定性和可靠性提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，熱量的散發(fā)問題已經(jīng)成為電子產(chǎn)品小型化、集成化的瓶頸。為了盡快地讓電子元件運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)出來，開發(fā)導(dǎo)熱性能更好的材料變得越來越重要。目前一般的散熱材料所使用的散熱片基材(如民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等)主要是由金屬材料(如鋁、銀和銅)制得的，但這些傳統(tǒng)的金屬散熱材料由于自身密度較大、熱膨脹系數(shù)較高和材料不純使其導(dǎo)熱率大幅下降，已很難滿足散熱需求。石墨材料的比熱導(dǎo)率(熱導(dǎo)率與材料體積密度之比)是傳統(tǒng)金屬材料的5~12倍，成為較為理想的金屬替代材料，是近年來最具發(fā)展前景的一類散熱材料。
[0003]目如國內(nèi)外已有不少關(guān)于聞導(dǎo)熱石墨材料的報(bào)道和專利。傳統(tǒng)的聞導(dǎo)熱石墨材料制備方法是將原料破碎、煅燒、粉碎、篩分，再加粘結(jié)劑混捏成型，然后多次反復(fù)浸潰焙燒，最后石墨化處理，制備工藝復(fù)雜。最近改進(jìn)的方法多數(shù)采用易石墨化的浙青為粘結(jié)劑(如煤焦油、中間相浙青等)，與石油焦(劉朗，邱海鵬，宋永忠，一種高導(dǎo)熱石墨材料的制備方法.中國，CNO1130544.4,2003.06.04)或中間相浙青焦(劉朗，高曉晴等，一種高導(dǎo)熱石墨材料的制備方法.中國 ，CN200410012433.5,2005.03.23)混配，再在高溫(2600。。~30000C )下熱壓(20~40MPa)處理得到高導(dǎo)熱石墨制品。天然鱗片石墨與浙青焦和石油焦相比，本身具有極高的導(dǎo)熱率，并且價(jià)格低廉。中國專利CN102659095A將天然鱗片石墨、中間相浙青以及短切纖維混合，采用熱壓制備出高導(dǎo)熱石墨；中國專利CN102897753A將天然鱗片石墨插層氧化后，然后和液態(tài)碳源混合熱壓制備出高導(dǎo)熱石墨；中國專利CN101708838A將天然鱗片石墨與粘結(jié)劑混合，然后經(jīng)過熱壓成型、炭化和石墨化制得高導(dǎo)熱石墨，上述專利所用的原料是將天然鱗片石墨粉碎成的特定粒徑的石墨粉。
[0004]鋰離子電池因其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，成為上世紀(jì)九十年代以來繼鎳氫電池之后的新一代二次電池。在鋰離子電池技術(shù)開發(fā)過程中，電池品質(zhì)不斷得到提高，生產(chǎn)成本不斷下降。在對(duì)鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)中負(fù)極材料起了很大作用。目前商品化鋰離子電池的負(fù)極材料仍然是石墨類材料占主導(dǎo)地位，但在鋰離子電池炭負(fù)極石墨材料的實(shí)際加工過程中，僅將粒徑等級(jí)符合要求的石墨微粉加工成鋰離子電池炭負(fù)極材料，通常會(huì)產(chǎn)生約占加工總量50~60%的石墨尾料而不被有效利用，以往這些石墨尾料僅作為廢棄物或廉價(jià)廢品進(jìn)行堆放或銷售處理，不僅存在資源浪費(fèi)大、環(huán)境污染等隱患，也增加了鋰離子電池負(fù)極材料的制造成本。另一方面，中間相碳微球(MCMB)也是鋰離子電池常用的負(fù)極材料，加工過程中也會(huì)產(chǎn)生粒徑較小的尾料。因此，如何有效利用這些尾料來生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的高密高強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨材料。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種原料來源廣泛、工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、生產(chǎn)周期短的高導(dǎo)熱石墨的制備方法。所述方法能解決鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料所致的環(huán)境污染問題。
[0007]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供上述高導(dǎo)熱石墨材料的應(yīng)用，其用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等的散熱片基材。
[0008]本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提供一種散熱片基材，所述基材包括上述的高密高強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨材料，所述散熱片基材用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等。
[0009]本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案:
[0010]一種高導(dǎo)熱石墨材料，其以中間 相碳微球(MCMB)、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過冷模壓成型和石墨化處理制得。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料為天然鱗片石墨尾料或人造石墨尾料。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述的中間相碳微球可以是直接購買的，也可以是鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中的尾料。優(yōu)選為鋰離子電池負(fù)極材料中間相碳微球加工過程中氣流分級(jí)生成的粒度較細(xì)的尾料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述的中間相碳微球的粒徑D5tl為3~10 μ m,優(yōu)選粒徑D5tl為3~5 μ m0
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述的陶瓷組元為T1、TiC、TiB2、B4(^PSiC中的一種或多種。所述陶瓷組元的添加量為原料總重量的I~5% (重量)，優(yōu)選為2~4% (重量)，更優(yōu)選為3%
(重量)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨尾料、中間相碳微球及陶瓷組元的重量比為32~68:68~32:1 ~5。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述原料由中間相碳微球(MCMB)、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元組成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的導(dǎo)熱率在300W/m.K以上。優(yōu)選所述導(dǎo)熱率在300~500ff/m.K之間，更優(yōu)選在320-460W/m.K之間。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm3之間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的彎曲強(qiáng)度在30MPa以上。優(yōu)選所述彎曲強(qiáng)度在30-1OOMPa之間，更優(yōu)選在30_70MPa之間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的石墨化度達(dá)96%以上。優(yōu)選所述石墨化度介于96%~99%之間。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的電阻率達(dá)2.0μ Ω.πι以上。優(yōu)選所述電阻率介于
2.0~3.0 μ Ω.πι之間，更優(yōu)選介于2.0~2.6 μ Ω.πι之間。
[0022]本發(fā)明還公開如下的技術(shù)方案:[0023]—種高導(dǎo)熱石墨材料的制備方法，其以中間相碳微球(MCMB)、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過冷模壓成型和石墨化處理制得所述聞導(dǎo)熱石墨材料。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，所述方法具體包括如下步驟:
[0025](I)將所述中間相碳微球、石墨尾料及陶瓷組元充分混合；
[0026](2)取步驟(1)的混合料，將其裝入一鋼模內(nèi)冷壓成型，得到生坯體；
[0027](3)將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)進(jìn)行石墨化處理。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(1)中所述中間相碳微球、石墨尾料及陶瓷組元的重量比為68~32:32~68:1~5 ;所述混合在高速混合機(jī)中進(jìn)行，混合時(shí)間為I~3小時(shí)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(2)中的冷壓成型可以采用模壓成型和等靜壓成型，優(yōu)選模壓成型；所用的壓力為100~240MPa，優(yōu)選200MPa。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(3)的石墨化處理，是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，首先以I~5°C/min的升溫速度升溫至900°C，保溫20~30min ;然后以5~10°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫10~30min ;最后以10~20°C /min的升溫速度升溫至2000~2800°C，保溫30 ~60mino
[0031]根據(jù)本發(fā)明，所述鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料為天然鱗片石墨尾料或人造石 墨尾料。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，所述的中間相碳微球可以是直接購買的，也可以是鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中的尾料。優(yōu)選為鋰離子電池負(fù)極材料中間相碳微球加工過程中氣流分級(jí)生成的粒度較細(xì)的尾料。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，所述的中間相碳微球的粒徑D5tl為3~10 μ m,優(yōu)選粒徑D5tl為3~5 μ m0
[0034]根據(jù)本發(fā)明，所述的陶瓷組元為T1、TiC、TiB2、B4C和SiC中的一種或多種。所述陶瓷組元的添加量為為原料總重量的I~5% (重量)，優(yōu)選為2~4% (重量)，更優(yōu)選為3% (重量)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，所述原料由中間相碳微球(MCMB)、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元組成。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的導(dǎo)熱率在300W/m.K以上。優(yōu)選所述導(dǎo)熱率在300~500ff/m.K之間，更優(yōu)選在320-460W/m.K之間。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm3之間。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的彎曲強(qiáng)度在30MPa以上。優(yōu)選所述彎曲強(qiáng)度在30-1OOMPa之間，更優(yōu)選在30_70MPa之間。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的石墨化度達(dá)96%以上。優(yōu)選所述石墨化度介于96%~99%之間。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，所述石墨材料的電阻率達(dá)2.0μ Ω.πι以上。優(yōu)選所述電阻率介于
2.0~3.0 μ Ω.πι之間，更優(yōu)選介于2.0~2.6 μ Ω.πι之間。
[0041]本發(fā)明還公開如下的技術(shù)方案:
[0042]上述的高導(dǎo)熱石墨材料或所述方法制得的高導(dǎo)熱石墨材料的應(yīng)用，其用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等的散熱片基材。[0043]一種散熱片基材，其包括上述的高導(dǎo)熱石墨材料或所述方法制得的高導(dǎo)熱石墨材料。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，所述散熱片基材用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等。
[0045]本發(fā)明的有益效果是:
[0046]1.與常規(guī)的石墨材料制備工藝相比，該工藝經(jīng)冷壓成型和石墨化處理后即完成材料制備，不需要進(jìn)行多次浸潰、炭化等循環(huán)過程，因此材料的制備周期短，且制得的材料的尺寸可放大，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，大大地降低材料的制作成本。
[0047]2.本發(fā)明創(chuàng)造性地將鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中生成的石墨尾料制成附加值高的高導(dǎo)熱石墨材料，很好地解決了石墨尾料所致的堆放填埋和環(huán)境污染等問題和隱患，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的綜合利用，使鋰離子電池復(fù)合負(fù)極材料加工企業(yè)的綜合成本降低10%以上。
[0048]3.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，有序化、高致密與石墨化為一次完成，相應(yīng)成本較低。又因制備過程中使用了自燒結(jié)性好的中間性碳微球，沒有外加第二相粘結(jié)劑所引起的熱傳導(dǎo)缺陷，所制得的高導(dǎo)熱石墨材料具有更好的導(dǎo)熱性能。
[0049]4.本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料，將MCMB和石墨尾料及陶瓷組元混合，不僅提高M(jìn)CMB的C/Η比，而且改善MCMB的粘結(jié)性能和石墨化程度，制備出高密高強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨材料。
[0050]5.本發(fā)明的石墨材料，導(dǎo)熱率高、密度高、彎曲強(qiáng)度高，石墨化度達(dá)96%以上，電阻率達(dá)2.0 μ Ω.m以上，特別適合于作為民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等的散熱片基材。
【具體實(shí)施方式】
[0051]如上所述，本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱石墨材料，其以中間相碳微球(MCMB)、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過簡(jiǎn)單冷模壓成型和石墨化處理制得。
[0052]一般而言，純石墨材料粘結(jié)性能差，不易成型和機(jī)械加工；純的MCMB燒結(jié)性能差，易出現(xiàn)各種缺陷。 申請(qǐng)人:經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn):把MCMB和石墨尾料及陶瓷組元混合，可以提高M(jìn)CMB的C/Η比，改善MCMB的粘結(jié)性能和石墨化程度，制備出高密高強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨材料?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)， 申請(qǐng)人:完成了本發(fā)明。
[0053]根據(jù)本發(fā)明，所述以鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料為天然鱗片石墨尾料或人造石墨尾料。
[0054]本發(fā)明所使用的鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的天然鱗片石墨尾料，碳含量>95%，粒徑為1000~1500目；人造石墨尾料，碳含量> 99%，粒徑為1800~4000目。上述天然鱗片石墨和人造石墨都屬于晶體碳，所含雜質(zhì)(如硫、磷、氮)含量低且質(zhì)量穩(wěn)定，勿需另外磨粉或磨碎，從而簡(jiǎn)化了制備工藝，有利于規(guī)?；a(chǎn)，可顯著提高產(chǎn)量，有效降低生產(chǎn)成本，是一類理想的新型高導(dǎo)熱材料。
[0055] 本發(fā)明所使用的石墨尾料和中間相碳微球?yàn)榍蛐位蚪魄蛐?，振?shí)密度高，顆粒堆積密度更緊密，減少復(fù)合材料的孔洞缺陷，從而改善材料的熱學(xué)性能。所述石墨材料的導(dǎo)熱率高于300W/m.K、密度為1.80-1.95g/cm3、彎曲強(qiáng)度高(大于30MPa)，石墨化度達(dá)96 %以上，電阻率達(dá)2.0 μ Ω.m以上。
[0056]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于以下實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案所給出的技術(shù)特征和范圍的情況下，對(duì)以上所述實(shí)施例做出許多變化和修改都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0057]實(shí)施例
[0058]下述實(shí)施例中使用的石墨尾料的碳含量≥95%，粒徑為1000~1500目，中間相碳微球可以是鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中的尾料，也可以是市場(chǎng)購買的，粒徑D5tl為3 ~10 μ m
[0059]實(shí)施例1
[0060]首先將天然鱗片石墨尾料、中間相碳微球及TiB2按重量比為32:63:5進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合2小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用IOOMPa的壓力成型，保壓10分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以2V /min的升溫速度升溫至900°C，保溫30min ;然后以5°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫20min ;最后以10°C /min的升溫速度升溫至2000°C，保溫60min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0061]實(shí)施例2
[0062]首先將人造石墨尾料、中間相碳微球及TiC按重量比為50:46:4進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合I小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用200MPa的壓力成型，保壓5分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以2V /min的升溫速度升溫至900°C，保溫20min ;然后以3°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫30min ;最后以15°C /min的升溫速度升溫至2200°C，保溫40min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0063]實(shí)施例3
[0064]首先將天然鱗片石墨尾料、中間相碳微球及B4C按重量比為64:33:3進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合3小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用240MPa的壓力成型，保壓I分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以1°C /min的升溫速度升溫至900°C，保溫20min ;然后以5°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫20min ;最后以20°C /min的升溫速度升溫至2000°C，保溫40min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0065]實(shí)施例4
[0066]首先將人造石墨尾料、中間相碳微球及SiC按重量比為60:35:5進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合2小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用150MPa的壓力成型，保壓5分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以2V /min的升溫速度升溫至900°C，保溫30min ;然后以3°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫30min ;最后以10°C /min的升溫速度升溫至2200°C，保溫30min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0067]實(shí)施例5
[0068]首先將天然鱗片石墨尾料、中間相碳微球及TiB2按重量比為45:50:5進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合I小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用ISOMPa的壓力成型，保壓6分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以2V /min的升溫速度升溫至900°C，保溫30min ;然后以3°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫30min ;最后以10°C /min的升溫速度升溫至2200°C，保溫30min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0069]實(shí)施例6
[0070]首先將人造石墨尾料、中間相碳微球及Ti按重量比為60:37:3進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中混合I小時(shí)。然后取一定量的混合料將其裝入一鋼模內(nèi)，在平板硫化機(jī)上用150MPa的壓力成型，保壓5分鐘脫模得到生坯體。將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，首先以2V /min的升溫速度升溫至900°C，保溫30min ;然后以3°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫30min ;最后以10°C /min的升溫速度升溫至2000°C，保溫50min，自然冷卻到100°C得到本發(fā)明的高導(dǎo)熱石墨材料。其物理性能見表1。
[0071]表1
[0072]
【權(quán)利要求】
1.一種高導(dǎo)熱石墨材料，其以中間相碳微球、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過冷模壓成型和石墨化處理制得；所述鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料優(yōu)選為天然鱗片石墨尾料或人造石墨尾料。 優(yōu)選地，所述石墨尾料、中間相碳微球及陶瓷組元的重量比為32~68:68~32:1~5。 更優(yōu)選地，所述的陶瓷組元為T1、TiC、TiB2、B4C和SiC中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨材料，所述的中間相碳微球的粒徑D5tl為3~10μ m，優(yōu)選粒徑D5tl為3~5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨材料，所述石墨材料的導(dǎo)熱率在300W/m.K以上；優(yōu)選地，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm3之間；更優(yōu)選地，所述石墨材料的彎曲強(qiáng)度在30MPa以上；還更優(yōu)選地，所述石墨材料的石墨化度達(dá)96%以上；還更優(yōu)選地，所述石墨材料的電阻率達(dá)2.0 μ Ω.πι以上。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的高導(dǎo)熱石墨材料的制備方法，其以中間相碳微球、鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料及陶瓷組元為主要原料，通過冷模壓成型和石墨化處理制得所述聞導(dǎo)熱石墨材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其具體包括如下步驟: (1)將所述中間相碳微球、石墨尾料及陶瓷組元充分混合； (2)取步驟(1)的混合料，將其裝入一鋼模內(nèi)冷壓成型，得到生坯體； (3)將生坯體置于一石墨化爐內(nèi)進(jìn)行石墨化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，所述步驟(1)中所述中間相碳微球、石墨尾料及陶瓷組元的重量比為68~32:32~68:1~5 ;所述混合在高速混合機(jī)中進(jìn)行，混合時(shí)間為I~3小時(shí)。 優(yōu)選地，所述步驟(2)中的冷壓成型可以采用模壓成型和等靜壓成型，優(yōu)選模壓成型；所用的壓力為100~240MPa，優(yōu)選200MPa。 優(yōu)選地，所述步驟(3)的石墨化處理,是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下,首先以I~5°C /min的升溫速度升溫至900°C，保溫20~30min ;然后以5~10°C /min的升溫速度升溫至1300°C，保溫10~30min ;最后以10~20°C /min的升溫速度升溫至2000~2800°C，保溫30~60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的制備方法，所述鋰離子電池炭負(fù)極材料加工過程中產(chǎn)生的石墨尾料為天然鱗片石墨尾料或人造石墨尾料。 優(yōu)選地，所述的中間相碳微球的粒徑D5tl為3~10 μ m,優(yōu)選粒徑D5tl為3~5 μ m。 更優(yōu)選地，所述的陶瓷組元為T1、TiC、TiB2、B4C和SiC中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的制備方法，所述石墨材料的導(dǎo)熱率在300W/m.K以上；優(yōu)選地，所述石墨材料的密度介于1.80-1.95g/cm3之間；更優(yōu)選地，所述石墨材料的彎曲強(qiáng)度在30MPa以上；還更優(yōu)選地，所述石墨材料的石墨化度達(dá)96%以上；還更優(yōu)選地，所述石墨材料的電阻率達(dá)2.0 μ Ω.m以上。
9.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)熱石墨材料或權(quán)利要求4至8任一項(xiàng)所述的制備方法制得的高導(dǎo)熱石墨材料的應(yīng)用，其用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換熱器等的散熱片基材。
10.一種散熱片基材，其包括權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)熱石墨材料或權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的制備方法制得的高導(dǎo)熱石墨材料。
11.權(quán)利要求10中所述散熱片基材的用途，其用于民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業(yè)裝置用換 熱器等。
【文檔編號(hào)】C04B32/00GK103979930SQ201410196197
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】吳其修, 劉明東 申請(qǐng)人:湛江市聚鑫新能源有限公司, 廣東東島新能源股份有限公司