CN107758653A - 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107758653A
CN107758653A CN201610680423.1A CN201610680423A CN107758653A CN 107758653 A CN107758653 A CN 107758653A CN 201610680423 A CN201610680423 A CN 201610680423A CN 107758653 A CN107758653 A CN 107758653A
Authority
CN
China
Prior art keywords
particle
fusion
composite particles
ion battery
lithium ion
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.)
Pending
Application number
CN201610680423.1A
Other languages
English (en)
Inventor
顾凯
丁晓阳
李虹
李惊蛰
王旭峰
李季
胡德明
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.)
NINGBO SHANSHAN NEW MATERILA TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
NINGBO SHANSHAN NEW MATERILA TECHNOLOGY 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 NINGBO SHANSHAN NEW MATERILA TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical NINGBO SHANSHAN NEW MATERILA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610680423.1A priority Critical patent/CN107758653A/zh
Publication of CN107758653A publication Critical patent/CN107758653A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11—Powder tap density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • 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

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体地说是一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法，其特征在于采用如下制备步骤：(1)制备二次包覆颗粒；(2)二次包覆颗粒石墨化处理；(3)融合挤压处理；(4)融合体预混料处理；(5)筛分处理得二次颗粒；(6)制备焦化物；(7)将焦化物进行粉碎分级处理得单颗粒；(8)将二次颗粒与单颗粒混配，即得复合颗粒石墨负极材料。本发明与现有技术相比，制备工艺简单，制备出的负极材料放电容量高、放电稳定性好、功率性能高、循环性能好、压实密度高。

Description

一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体地说是一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池凭借其高比能量、高工作电压、充放电速度快、循环寿命长、安全无污染等优点，已经成功取代其他二次电池，成为移动电话、笔记本电脑和遥控飞机等小型电子产品的主要能源，而且大大地推动了电动汽车的产业化进程，许多国家也已经全面启动锂离子电池在军事和航空航天领域的开发，这就对锂离子电池提出来了更高的要求。
随着科技发展，电子产品和能源汽车对能量密度以及高功率更加地关注，尤其是能源汽车对高功率即能快速充放电有很大的要求。因此近年来针对石墨的改性处理已经成为研究热点。
但现有的人造石墨二次颗粒材料循环性能差，一次充电容量低，人造石墨单颗粒材料倍率循环性能差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工序简单、放电容量高并且放电稳定性高的、高密度的复合颗粒石墨电池负极材料的制备方法。
为实现上述目的，设计一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法，其特征在于采用如下制备步骤：
(1)惰性气体中，将石油焦，放入低温表面改性反应釜中，一边升温一边搅拌，得到二次包覆颗粒；升温速率为1.5℃/min；搅拌的速度在28～38转/min，升温时间为180～240min；
(2)将二次包覆颗粒于2300～2800℃进行石墨化处理；所述石墨化处理的时间为52～70h；
(3)将经过石墨化处理的二次颗粒包覆体进行融合挤压处理形成融合体；所述的融合体的粒径D50控制在14～17μm；融合时间为3min，融合体的物料填充体积为75～85％；
(4)将融合体进行均匀预混料处理，预混料处理的时间为45～60min；
(5)将混匀后的融合体再进一步筛分处理，筛网目数100目，取筛下物，得二次颗粒；
(6)另取平均粒径D50为18～21μm的石油焦，以2400～3000℃、46～62h，进行高温石墨化处理，得焦化物；
(7)将焦化物进行粉碎分级处理，粉碎分级处理后的平均粒径D50为17.0～20.0μm，即得单颗粒；
(8)将二次颗粒与单颗粒按照重量份数比100∶28～32的比例混配，即得复合颗粒石墨负极材料。
所述的惰性气氛为氮气、氩气、氦气中的一种或两种。
所述的复合颗粒石墨负极材料的平均粒径为D50为15.5～18.5μm。
本发明与现有技术相比，制备工艺简单，制备出的负极材料放电容量高、放电稳定性好、功率性能高、循环性能好、压实密度高。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
(1)在氮气气氛中，将石油焦，放入低温表面改性反应釜中，一边升温一边搅拌，得到二次包覆颗粒；升温速率为1.5℃/min；搅拌的速度在30转/min，升温时间为210min；
(2)将二次包覆颗粒于2800℃进行石墨化处理；所述石墨化处理的时间为70h；
(3)将经过石墨化处理的二次颗粒包覆体进行融合挤压处理形成融合体；所述的融合体的粒径D50控制在14～17μm；融合时间为3min，融合体的物料填充体积为85％；
(4)将融合体进行均匀预混料处理，预混料处理的时间为45min；
(5)将混匀后的融合体再进一步筛分处理，筛网目数100目，取筛下物，得二次颗粒；
(6)另取平均粒径D50为18～21μm的石油焦，以3000℃进行高温石墨化处理；石墨化处理的时间为46～62h，得焦化物；
(7)将得焦化物进行粉碎分级处理，粉碎分级处理后的平均粒径D50为17.0～20.0μm，即得单颗粒；
(8)将二次颗粒与单颗粒按照重量份数比100∶28的比例混配，即得复合颗粒石墨负极材料。
实施例2
(1)在氩气气氛中，将石油焦，放入低温表面改性反应釜中，一边升温一边搅拌，得到二次包覆颗粒；升温速率为1.5℃/min；搅拌的速度在30转/min，升温时间为210min；
(2)将二次包覆颗粒于2800℃进行石墨化处理；所述石墨化处理的时间为52～70h；
(3)将经过石墨化处理的二次颗粒包覆体进行融合挤压处理形成融合体；所述的融合体的粒径D50控制在14～17μm；融合时间为3min，融合体的85％；
(4)将融合体进行均匀预混料处理，预混料处理的时间为45min；
(5)将混匀后的融合体再进一步筛分处理，筛网目数100目，取筛下物，得二次颗粒；
(6)另取平均粒径D50为18～21μm的石油焦，以3000℃进行高温石墨化处理，石墨化处理的时间为46～62h，得焦化物；
(7)将得焦化物进行粉碎分级处理，粉碎分级处理后的平均粒径D50为17.0～20.0μm，即得单颗粒；
(8)将二次颗粒与单颗粒按照重量份数比100∶30的比例混配，即得复合颗粒石墨负极材料。
实施例3
(1)在氦气气氛中，将石油焦，放入低温表面改性反应釜中，一边升温一边搅拌，得到二次包覆颗粒；升温速率为1.5℃/min；搅拌的速度在30转/min，升温时间为210min；
(2)将二次包覆颗粒于2800℃进行石墨化处理；所述石墨化处理的时间为52～70h；
(3)将经过石墨化处理的二次颗粒包覆体进行融合挤压处理形成融合体；所述的融合体的粒径D50控制在14～17μm；融合时间为3min，融合体的物料填充体积为75～85％；
(4)将融合体进行均匀预混料处理，预混料处理的时间为45min；
(5)将混匀后的融合体再进一步筛分处理，筛网目数100目，取筛下物，得二次颗粒；
(6)另取平均粒径D50为18～21μm的石油焦，以3000℃进行高温石墨化处理，石墨化处理的时间为46～62h，得焦化物；
(7)将焦化物进行粉碎分级处理，粉碎分级处理后的平均粒径D50为17.0～20.0μm，即得单颗粒；
(8)将二次颗粒与单颗粒按照重量份数比100∶32的比例混配，即得复合颗粒石墨负极材料。
实施例1～3的电化学性能比较结果如表1所示：
表1
可见，本发明制备的锂离子电池石墨负极材料的放电容量高、密度大、功率性能高、压实密度高。

Claims (3)

1.一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法，其特征在于采用如下制备步骤：
(1)惰性气体中，将石油焦，放入低温表面改性反应釜中，一边升温一边搅拌，得到二次包覆颗粒；升温速率为1.5℃/min；搅拌的速度在28～38转/min，升温时间为180～240min；
(2)将二次包覆颗粒于2300～2800℃进行石墨化处理；所述石墨化处理的时间为52～70h；
(3)将经过石墨化处理的二次颗粒包覆体进行融合挤压处理形成融合体；所述的融合体的粒径D50控制在14～17μm；融合时间为3min，融合体的物料填充体积为75～85％；
(4)将融合体进行均匀预混料处理，预混料处理的时间为45～60min；
(5)将混匀后的融合体再进一步筛分处理，筛网目数100目，取筛下物，得二次颗粒；
(6)另取平均粒径D50为18～21μm的石油焦，以2400～3000℃、46～62h，进行高温石墨化处理，得焦化物；
(7)将焦化物进行粉碎分级处理，粉碎分级处理后的平均粒径D50为17.0～20.0μm，即得单颗粒；
(8)将二次颗粒与单颗粒按照重量份数比100∶28～32的比例混配，即得复合颗粒石墨负极材料。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述的惰性气氛为氮气、氩气、氦气中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述的复合颗粒石墨负极材料的平均粒径为D50为15.5～18.5μm。
CN201610680423.1A 2016-08-17 2016-08-17 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法 Pending CN107758653A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610680423.1A CN107758653A (zh) 2016-08-17 2016-08-17 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610680423.1A CN107758653A (zh) 2016-08-17 2016-08-17 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107758653A true CN107758653A (zh) 2018-03-06

Family

ID=61261267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610680423.1A Pending CN107758653A (zh) 2016-08-17 2016-08-17 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107758653A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483437A (zh) * 2018-03-19 2018-09-04 天津锦美碳材科技发展有限公司 一种以乙烯焦为原料的锂电池炭负极材料及其制备方法
CN109065887A (zh) * 2018-06-30 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子动力电池负极的合浆方法
CN110649256A (zh) * 2019-10-17 2020-01-03 石家庄尚太科技有限公司 单颗粒、二次颗粒混合的高能量密度石墨负极材料及制法
CN112670466A (zh) * 2020-04-30 2021-04-16 宁波杉杉新材料科技有限公司 一种复合石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池
CN113241438A (zh) * 2021-05-10 2021-08-10 湖北亿纬动力有限公司 一种负极材料及其制备方法与用途

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1574430A (zh) * 2003-05-20 2005-02-02 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池
US20110171532A1 (en) * 2008-06-25 2011-07-14 Mitsubishi Chemical Corporation Composite graphite particle for nonaqueous secondary battery, negative electrode material containing the same, negative electrode and nonaqueous secondary battery
JP2015095455A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 深▲セン▼市貝特瑞新能源材料股▲ふん▼有限公司 車載用及びエネルギー貯蔵用リチウムイオン電池負極材料及びその製造方法
US20150303460A1 (en) * 2012-11-20 2015-10-22 Showa Denko K.K. Method for producing negative electrode material for lithium ion batteries
CN105244485A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 东莞市凯金新能源科技有限公司 一种锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料及其制备方法
CN105236395A (zh) * 2015-09-01 2016-01-13 大连宏光锂业股份有限公司 一种复合人造石墨负极材料生产方法
CN105489893A (zh) * 2015-10-28 2016-04-13 江西正拓新能源科技股份有限公司 一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1574430A (zh) * 2003-05-20 2005-02-02 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池
US20110171532A1 (en) * 2008-06-25 2011-07-14 Mitsubishi Chemical Corporation Composite graphite particle for nonaqueous secondary battery, negative electrode material containing the same, negative electrode and nonaqueous secondary battery
US20150303460A1 (en) * 2012-11-20 2015-10-22 Showa Denko K.K. Method for producing negative electrode material for lithium ion batteries
JP2015095455A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 深▲セン▼市貝特瑞新能源材料股▲ふん▼有限公司 車載用及びエネルギー貯蔵用リチウムイオン電池負極材料及びその製造方法
CN105236395A (zh) * 2015-09-01 2016-01-13 大连宏光锂业股份有限公司 一种复合人造石墨负极材料生产方法
CN105244485A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 东莞市凯金新能源科技有限公司 一种锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料及其制备方法
CN105489893A (zh) * 2015-10-28 2016-04-13 江西正拓新能源科技股份有限公司 一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张波等: "酚醛树脂包覆针状焦作为锂离子电池负极材料的研究", 《广州化工》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483437A (zh) * 2018-03-19 2018-09-04 天津锦美碳材科技发展有限公司 一种以乙烯焦为原料的锂电池炭负极材料及其制备方法
CN108483437B (zh) * 2018-03-19 2021-07-09 安徽锦美碳材科技发展有限公司 一种以乙烯焦为原料的锂电池炭负极材料及其制备方法
CN109065887A (zh) * 2018-06-30 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子动力电池负极的合浆方法
CN110649256A (zh) * 2019-10-17 2020-01-03 石家庄尚太科技有限公司 单颗粒、二次颗粒混合的高能量密度石墨负极材料及制法
CN110649256B (zh) * 2019-10-17 2021-04-27 石家庄尚太科技股份有限公司 单颗粒、二次颗粒混合的高能量密度石墨负极材料及制法
CN112670466A (zh) * 2020-04-30 2021-04-16 宁波杉杉新材料科技有限公司 一种复合石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池
CN113241438A (zh) * 2021-05-10 2021-08-10 湖北亿纬动力有限公司 一种负极材料及其制备方法与用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107758653A (zh) 一种锂离子电池复合颗粒石墨负极材料的制备方法
CN109830669B (zh) 一种高倍率人造石墨负极材料的制备方法
CN107871854A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料二次颗粒的制备方法
CN102227020B (zh) 一种用于锂离子电池改性石墨负极材料的制备方法
CN106532051B (zh) 一种利用天然石墨制备动力锂离子电池负极材料的方法
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
CN104140093B (zh) 锂离子二次电池负极材料及其制备方法
KR102240777B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질의 제조방법
CN105428615A (zh) 一种改性人造石墨负极材料生产方法
CN107316983A (zh) 一种锂离子电池复合石墨负极材料及其制备方法
CN106505198A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
JP2007179879A (ja) リチウムイオン二次電池用負極材の製造方法
CN110395725B (zh) 一种快充型微晶石墨负极材料及其制备方法
KR102176343B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질의 제조방법
CN113226986A (zh) 锂二次电池负极活性材料的制备方法
CN106159235A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法
CN102569755A (zh) 一种锂离子电池用石墨类碳负极材料及其制备方法
WO2017024897A1 (zh) 一种改性锂电池负极材料的制备方法
CN106169582A (zh) 一种天然针焦复合石墨负极材料生产方法
CN107437613B (zh) 一种微晶石墨-硬碳复合负极材料的制备方法
CN105529443B (zh) 一种锂离子电池负极用硬碳材料的制备方法
CN110620236A (zh) 一种锂离子电池用三相复合负极材料及其制备方法
CN115432698B (zh) 碳素二次颗粒及其制备方法、人造石墨及其制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池
CN108155385B (zh) 一种锂电池生产用石墨负极材料制备方法
CN112661133A (zh) 一种硬碳材料制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180306

RJ01 Rejection of invention patent application after publication