CN104779396B - 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法 - Google Patents

一种锂离子复合石墨负极材料生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104779396B
CN104779396B CN201510193491.0A CN201510193491A CN104779396B CN 104779396 B CN104779396 B CN 104779396B CN 201510193491 A CN201510193491 A CN 201510193491A CN 104779396 B CN104779396 B CN 104779396B
Authority
CN
China
Prior art keywords
raw material
micropowder
production method
lithium ion
carry out
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510193491.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104779396A (zh
Inventor
王丽琼
叶涛
韩团辉
单秉福
王民福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Hongguang Lithium Industry Co.,Ltd.
Original Assignee
Dalian Hongguan Liye Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Hongguan Liye Co Ltd filed Critical Dalian Hongguan Liye Co Ltd
Priority to CN201510193491.0A priority Critical patent/CN104779396B/zh
Publication of CN104779396A publication Critical patent/CN104779396A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104779396B publication Critical patent/CN104779396B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明提供一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，以锻后焦和天然石墨中的一种或两种混合物为原料A；以延迟焦为原料B；以沥青微粉为原料C；微粉B先进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上；微粉B与微粉A按比例进行混合，得到的混合物料与原料C按比例进行气流混合；最后选择在1200~1500℃下进行炭化，或者在2800~3200℃下进行石墨化，或者先在1200~1500℃下进行炭化后在2800~3200℃下进行石墨化。本发明的优点在于：解决大粒径材料的循环性能差的问题，同时保持较高的容量和效率，本发明生产出的材料，其粒度为非正态分布，有独特的加工适应性，安全性能好，可应用于不同领域的锂离子电池。

Description

一种锂离子复合石墨负极材料生产方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，属于锂离子电池负极材料技术领域。
背景技术
伴随着低碳、绿色、循环经济的迫切需要，新能源电池的研究得到了迅速发展，作为节能环保的锂离子电池的发展更是备受关注，而电池负极材料是电池储能的关键因素，负极材料的性能决定着锂离子电池的发展水平。碳质材料是人们最早开始研究并应用于锂离子电池负极的材料，至今市场上仍无其它材料可以占据碳质材料作为锂离子电池负极材料的主导地位。
碳质负极材料主要具有比容量高、电极电位低、循环效率高、循环寿命长等优点，但由于原料来源不同，各种不同碳质原料所生产出的负极材料的应用性能各有其优缺点，所以碳质材料的开发仍为当前研究的热点。并且，随着科技的发展和市场的需求，今后锂离子电池的需求量将不断增加，不仅广泛应用于手机、笔记本、数码产品和电动工具等小型电池领域，还将大量应用于电动汽车、电气混合汽车、航空等领域。本发明采用了不同材质的原料，并针对材料的不同特性，对其粒度、结构等设计运用不同的加工方式，来发挥材料各自的优势，以达到综合应用效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，以解决大粒经材料的循环性能差的问题，同时保持较高的容量和效率，同时改善大粒径容量型材料的导电性差、循环寿命短等自然缺陷。
本发明的技术方案：一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，具体生产工艺为：
（a）以锻后焦和天然石墨中的一种或两种混合物为原料A；
（b）以延迟焦为原料B；
（c）以粒径为≤3µm的沥青微粉为原料C；
（d）将（a）步骤的原料A粉碎，分级成中位粒径为18~21µm的微粉A；
（e）将（b）步骤的原料B粉碎，分级成中位粒径为8~10µm的微粉B；
（f）将（e）步骤得到的微粉B先在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上，紧接着与（d）步骤得到的微粉A按A/B=100/（30~100）的比例进行混合；
（g）将（f）步骤得到的混合物料与（c）步骤的原料C按（A+B）/C=100/（2~8）的比例进行气流混合，然后选择在1200~1500℃下进行炭化，或者在2800~3200℃下进行石墨化，或者先在1200~1500℃下进行炭化后在2800~3200℃下进行石墨化；
（h）待（g）步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分。
所述原料C为煤沥青或石油沥青。
（g）步骤中所述气流混合为使用气流混合机进行混合。
（f）步骤中所述混合采用双锥混合机混合。
所述天然石墨的中位粒径为12µm-18µm。
本发明的有益效果：
1 、本发明对石油焦粉（在本申请中代表煅后焦和延迟焦么？石油焦包括锻后焦和延迟焦）进行两种粒度规格的混合处理，利用非正态分布粒度分布特性，来发挥其小粒径的导电和循环优势来弥补大粒径的缺陷，同时保证大粒径材料的储能优势；
2、采用两种焦类的混合体作为主要原料，可以发挥其不同的电化学效果，保证较好加工适应性；
3、延迟焦经过改性后与锻后焦复合，并且在热处理之前包覆复合，可以强化复合效果，不会产生不均匀、难分散等排斥现象；
4、综上所述，本发明通过利用粒度非正态分布、两种材质焦类原料的不同特性以及在改性与石墨化之间进行复合，能够大大的发挥材料的综合特性，而且其生产工艺简单，生产效率高，成本低，加工过程安全，可用于工业化生产。
具体实施方式：
实施例1：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为18µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 2kg，在常温状态下进行混合30min。
称取上述微粉A和微粉B的混合后的材料5kg，加入原料C 100g，进行气流混合，然后在3000℃进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为350.6mAh/g，放电效率为94.6%，如表1所示。
实施例2：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为19µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为8µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 3kg，加入上述改性后的微粉B 3kg，在常温状态下进行混合30min。
称取上述微粉A和微粉B的混合后的材料5kg，加入原料C 150g，进行气流混合，然后在2800℃进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为353.8mAh/g，放电效率为94.8%，如表1所示。
实施例3：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为20µm的微粉。称取锻后焦微粉5kg，加入中位粒径为12µm的天然石墨2kg进行混合，得到混合微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取混合微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 3kg，在常温状态下进行混合30min。
称取混合微粉A和微粉B混合后的材料5kg，加入原料C 150g，进行气流混合，然后在3200℃进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为360.2mAh/g，放电效率为94.4%，如表1所示。
实施例4：
称取锻后焦原料 50kg，进行粉碎分级成中位粒径为18µm的微粉。称取锻后焦微粉5kg，加入中位粒径为18µm的天然石墨5kg进行混合，得到混合微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 5kg，加入上述改性后的微粉B 1.5kg，在常温状态下进行混合30min。
称取混合微粉A和微粉B混合后的材料5kg，加入原料C 150g，进行气流混合，然后在3000℃进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为362.6mAh/g，放电效率为94.6%，如表1所示。
实施例5：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为21µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 3kg，在常温状态下进行混合30min。
称取微粉A和微粉B混合后的材料5kg，加入原料C 200g，进行气流混合，混合后先在1300℃下进行炭化，然后在2800℃下进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为351.6mAh/g，放电效率为94.9%，如表1所示。
实施例6：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为18µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 2.8kg，在常温状态下进行混合30min。
称取微粉A和微粉B混合后的材料5kg，加入原料C 100g，进行气流混合，然后在3000℃进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为345.8mAh/g，放电效率为95.0%，如表1所示。
实施例7：
称取锻后焦原料 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为18µm的微粉。称取锻后焦微粉5kg，加入中位粒径为18µm的天然石墨3kg进行混合，得到混合微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取混合微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 1.2kg，在常温状态下进行混合30min。
称取混合微粉A和微粉B混合后的材料4kg，加入原料C 120g，进行气流混合，混合后先在1300℃下进行炭化，然后在3000℃下进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为351.2mAh/g，放电效率为94.2%，如表1所示。
实施例8：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为18µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 5kg，加入上述改性后的微粉B 1.5kg，在常温状态下进行混合30min。
称取微粉A和微粉B混合后的材料5kg，加入原料C 300g，进行气流混合，混合后先在1300℃下进行炭化，然后在3200℃下进行石墨化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为349.6mAh/g，放电效率为94.8%，如表1所示。
实施例9：
称取锻后焦原料A 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为18µm的微粉A。
称取延迟焦原料B 50kg，进行粉碎并分级成中位粒径为10µm的微粉B。
称取微粉B 5kg，在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上。
称取微粉A 4kg，加入上述改性后的微粉B 2kg，在常温状态下进行混合30min。
称取微粉A和微粉B的混合后的材料5kg，加入原料C 200g，进行气流混合，混合后在1400℃进行炭化。
待石墨化后的物料冷却后，进行打散、筛分处理，得到最终产品。
用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为345.4mAh/g，放电效率为94.6%，如表1所示。
附表1
扣式电池测试数据汇总表

Claims (5)

1.一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，其特征在于具体生产工艺为：
（a）以煅后焦和天然石墨中的一种或两种混合物为原料A；
（b）以延迟焦为原料B；
（c）以粒径为≤3µm的沥青微粉为原料C；
（d）将（a）步骤的原料A粉碎，分级成中位粒径为18~21µm的微粉A；
（e）将（b）步骤的原料B粉碎，分级成中位粒径为8~10µm的微粉B；
（f）将（e）步骤得到的微粉B先在300~600℃下进行改性，然后分级，分级后的最小粒径控制在2µm以上，紧接着与（d）步骤得到的微粉A按质量比A/B=100/（30~100）的比例进行混合；
（g）将（f）步骤得到的混合物料与（c）步骤的原料C按质量比（A+B）/C=100/（2~8）的比例进行气流混合，然后选择在1200~1500℃下进行炭化，或者在2800~3200℃下进行石墨化，或者先在1200~1500℃下进行炭化后在2800~3200℃下进行石墨化；
（h）待（g）步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分。
2.如权利要求1所述的一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，其特征在于：所述原料C为煤沥青或石油沥青。
3.如权利要求1所述的一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，其特征在于：（g）步骤中所述气流混合为使用气流混合机进行混合。
4.如权利要求1所述的一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，其特征在于：（f）步骤中所述混合采用双锥混合机混合。
5.如权利要求1所述的一种锂离子复合石墨负极材料生产方法，其特征在于：所述天然石墨的中位粒径为12µm~18µm。
CN201510193491.0A 2015-04-22 2015-04-22 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法 Active CN104779396B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510193491.0A CN104779396B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510193491.0A CN104779396B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104779396A CN104779396A (zh) 2015-07-15
CN104779396B true CN104779396B (zh) 2017-01-11

Family

ID=53620738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510193491.0A Active CN104779396B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104779396B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105118960A (zh) * 2015-07-17 2015-12-02 大连宏光锂业股份有限公司 一种高容量锂离子电池复合石墨负极材料生产方法
CN105428615B (zh) * 2015-11-09 2017-08-08 大连宏光锂业股份有限公司 一种改性人造石墨负极材料生产方法
CN112978725A (zh) * 2021-02-07 2021-06-18 大连宏光锂业股份有限公司 动力型锂离子电池改性人造石墨负极材料及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103086363B (zh) * 2012-12-21 2014-12-31 顾向红 利用石墨微粉制备锂离子负极材料的方法
CN103482606B (zh) * 2013-09-23 2015-06-17 大连宏光锂业股份有限公司 一种中间相炭负极材料的生产方法
CN103682350B (zh) * 2013-12-25 2014-07-23 东莞市凯金新能源科技有限公司 一种沥青液相包覆改性人造石墨的锂电池负极材料的制备方法
CN103979527B (zh) * 2014-05-27 2015-11-25 大连宏光锂业股份有限公司 一种中间相复合石墨负极材料的生产方法
CN103996855B (zh) * 2014-05-27 2016-02-10 大连宏光锂业股份有限公司 中间相炭包覆石墨负极材料的生产方法
CN104445146B (zh) * 2014-11-20 2016-04-06 大连宏光锂业股份有限公司 一种动力锂离子电池用石墨烯改性炭负极材料的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104779396A (zh) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111244407B (zh) 硬碳/石墨复合负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用
CN109830669B (zh) 一种高倍率人造石墨负极材料的制备方法
CN105428615B (zh) 一种改性人造石墨负极材料生产方法
CN104143635B (zh) 一种人造石墨负极材料及其制备方法
CN105958070A (zh) 一种锂离子电池人造石墨负极材料的制备方法
CN107369823A (zh) 一种锂离子电池用人造石墨复合负极材料及其制备方法
CN102800852B (zh) 动力锂离子电池负极材料制备方法
CN104140093B (zh) 锂离子二次电池负极材料及其制备方法
CN105932281A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法
CN105731427A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN102117911B (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN106486669A (zh) 一种高放电倍率锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN102593434A (zh) 锂二次电池用复合石墨颗粒及其制备方法
CN111370654B (zh) 复合石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用
CN105680022A (zh) 一种天然油焦复合石墨负极材料生产方法
CN103855369A (zh) 一种锂电池负极材料及其制备方法
CN103794765A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN103165869A (zh) 改性中间相负极材料、锂离子二次电池及制备方法和应用
CN105024043A (zh) 一种快充石墨锂离子电池负极材料及其制备方法
CN105118960A (zh) 一种高容量锂离子电池复合石墨负极材料生产方法
CN103979527B (zh) 一种中间相复合石墨负极材料的生产方法
CN104779396B (zh) 一种锂离子复合石墨负极材料生产方法
CN105810946A (zh) 一种锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法
CN103972471A (zh) 一种大倍率磷酸铁锂电池的正极极片及其制作方法
CN106169582A (zh) 一种天然针焦复合石墨负极材料生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 116450 Haitang street, Huayuankou Economic Zone, Dalian, Liaoning

Patentee after: Dalian Hongguang Lithium Industry Co.,Ltd.

Address before: 116450 Haitang street, Huayuankou Economic Zone, Dalian, Liaoning

Patentee before: DALIAN HONGGUANG LITHIUM INDUSTRY CO.,LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder