專利名稱：鋰離子電池負(fù)極石墨材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體的涉及一種鋰離子電池負(fù)極石墨材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
中間相炭微球石墨化產(chǎn)品是一種優(yōu)良的鋰離子電池負(fù)極材料，近年來(lái)，鋰離子電 池在移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機(jī)和便攜式電器上得到了大量應(yīng)用。鋰離子電池有能 量密度大、工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、無(wú)污染、快速充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)等方面的優(yōu)異性 能，是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。中間相石墨作為鋰離子二次電池的負(fù)極材料，具有電位低 且平坦性好、比重大、初期的充放電效率高以及加工性好等特點(diǎn)。理論上LiC6的可逆儲(chǔ)鋰 容量可達(dá)到372mAh/g，中間相石墨的可逆儲(chǔ)鋰容量卻只有310mAh/g左右，能量密度低。普 通人造石墨粉形狀不規(guī)則，比表面積大(通常> 5m2/g)，導(dǎo)致材料加工性能差，首次效率低， 灰分比較高，而且不易保證批次穩(wěn)定。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，各種產(chǎn)品對(duì)小型化、輕量化的要求不斷提高，對(duì)鋰 離子二次電池大容量、快速充電等高性能的要求日益迫切。鋰離子電池容量的提高主要依 賴炭負(fù)極材料的發(fā)展和完善，因此提高鋰離子電池負(fù)極材料的比容量、提高材料的壓實(shí)密 度、減少首次不可逆容量及改善循環(huán)穩(wěn)定性一直是研究開發(fā)的重點(diǎn)。因此，為克服中間相石墨和普通人造石墨各自性能的不足，現(xiàn)有技術(shù)都是對(duì)中 間相石墨或人造石墨進(jìn)行改性處理。文獻(xiàn)(1)《金屬材料與冶金工程》Vol. 35 No. 1 P.6-9(2007年)報(bào)道了采用表面氧化對(duì)中間相炭微球進(jìn)行改性；( 《材料研究學(xué)報(bào)》 Vol.21 No. 4 P. 404-408(2007年)報(bào)道了催化熱處理鋰離子電池用中間相炭微球，有 效地緩解了碳表面的不可逆電化學(xué)反應(yīng)；C3)美國(guó)專利US2006001003報(bào)道了催化石墨 化處理人造石墨類負(fù)極材料的方法，能改善快速充放電性能和循環(huán)性能；(4)日本專利 JP2000003708用機(jī)械方法對(duì)石墨材料進(jìn)行圓整化，然后在重油、焦油或浙青中進(jìn)行浸漬，再 進(jìn)行分離和洗滌。上述文獻(xiàn)報(bào)道的各種改進(jìn)方法的不足是，或者制取過(guò)程復(fù)雜化，或者添加的成分 不易獲得，或者產(chǎn)品收率不十分顯著，提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有的石墨負(fù)極材料的制備方法中制備過(guò) 程復(fù)雜、添加的成分不易獲得、產(chǎn)品收率不理想和成本較高等缺陷，而提供了一種鋰離子電 池負(fù)極石墨材料及其制備方法。本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極石墨材料壓實(shí)密度高，放電容量 高，比表面積低，充放電效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品性價(jià)比高。其制備方法中，工藝簡(jiǎn)便易行， 原料來(lái)源廣泛，成本較低。因此，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其包含中間相石墨和人造石墨， 質(zhì)量比為90 10 20 80。其中，所述的質(zhì)量比較佳地為90 10 50 50。所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料的壓實(shí)密度較佳地為1. 66 1. 80g/cm3,比表面積較佳地為1. 5 2. 5m2/g。本發(fā)明中，所述的中間相石墨可由下列方法制得將粉碎后的中間相炭微球原料 進(jìn)行石墨化高溫處理，即可。其中，所述的中間相炭微球原料是指本領(lǐng)域中，由浙青或稠環(huán)芳烴混合物經(jīng)液相 聚合反應(yīng)而得到的中間相炭微球材料，本發(fā)明優(yōu)選由浙青制得的中間相炭微球原料，如由 煤焦油浙青或石油浙青制得的中間相炭微球原料。粉碎后的中間相炭微球原料的粒徑一般 在幾微米到幾十微米之間，選擇粉碎后的中間相炭微球原料有利于提高產(chǎn)品的壓實(shí)密度， 有助于負(fù)極材料成為高壓實(shí)、高容量負(fù)極材料。所述的粉碎后的中間相炭微球原料的粒徑 較佳地為2 80 μ m，更佳地為5 50 μ m。粉碎的方法較佳地為粉碎分級(jí)機(jī)處理方法。其中，所述的石墨化高溫處理的工藝可以利用現(xiàn)有技術(shù)，可采用常規(guī)的石墨化加 工爐操作，本發(fā)明中，石墨化高溫處理的溫度較佳地控制在2500 ^00°C。本發(fā)明中，所述的人造石墨較佳地為容量型人造石墨。本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極石墨材料的首次放電容量在350mAh/g以上，首次充放 電效率在91%以上。本發(fā)明中，優(yōu)選的鋰離子電池負(fù)極石墨材料的性能參數(shù)如表1所示表 權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于其包含中間相石墨和人造石墨，質(zhì)量 比為 90 10 20 80。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的質(zhì)量比為 90 10 50 50。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的鋰離子電池負(fù) 極石墨材料的壓實(shí)密度為1. 66 1. 80g/cm3 ；所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料的比表面積 為 1. 5 2. 5m2/g。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的中間相石墨由 下列方法制得將粉碎后的中間相炭微球原料進(jìn)行石墨化高溫處理，即可。
5.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的中間相炭微球 原料是由浙青制得的中間相炭微球原料。
6.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的粉碎后的中間 相炭微球原料的粒徑為2 80 μ m。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的粉碎后的中間 相炭微球原料的粒徑為5 50 μ m。
8.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的石墨化高溫處 理的溫度控制在2500 ^00°C。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其特征在于所述的人造石墨為容 量型人造石墨。
10.如權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極石墨材料的制備方法，其特征在于 包括如下步驟將中間相石墨與人造石墨混合，即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池負(fù)極石墨材料，其包含中間相石墨和人造石墨，質(zhì)量比為90∶10～20∶80。本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極石墨材料壓實(shí)密度高，比表面積低，放電容量高，循環(huán)壽命長(zhǎng)。本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極石墨材料壓實(shí)密度高，放電容量高，比表面積低，充放電效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品性價(jià)比高。其制備方法中，工藝簡(jiǎn)便易行，原料來(lái)源廣泛，成本較低。
文檔編號(hào)B01J13/02GK102110813SQ20091020059
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者喬永民, 李智華, 李輝, 謝秋生 申請(qǐng)人:上海杉杉科技有限公司, 寧波杉杉新材料科技有限公司