一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法
一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，属于裡离子电池 负极材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池是一种理想的绿色电源，自1990年问世W来，因其卓越的性能得到了 迅猛的发展，裡离子电池W其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，如大家熟知 的手机、笔记本电脑、照相机、摄像机和电动工具等，且越来越多的国家将裡电池应用于电 站、动动力汽车、军事等用途。其中，负极材料是裡离子电池储能的关键因素，其性能在一定 程度上决定着裡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裡离子电池 负极的材料，至今在市场上仍占主导地位。
[0003] 虽然裡离子电池的石墨负极材料已商品化，但还存在一些难W克服的弱点，开发 性能更为优良的负极材料仍然是裡离子电池研究的重要课题。裡离子电池的负极是由负极 活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂、添加剂混合制成糊状胶合物均匀涂覆在铜巧上，经干 燥、滚压而成。裡离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌裡离子的负 极材料。
[0004] -般来说，选择一种好的负极材料应遵循W下原则：比能量高、电极电位低、充放 电反应可逆性好、与电解液和粘结剂的兼容性好。材料的晶体结构规整，充放电过程中结构 不发生不可逆变化是获得比容量高，循环寿命长的裡离子电池的关键。然而，对嵌裡材料的 结构与性能的研究仍是该领域目前最薄弱的环节。本发明针对碳质材料的可逆性能进行研 究改进，达到较高的嵌裡和循环性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，W克服 人造石墨原料在石墨化过程中氧化程度过高，导致损失容量、循环差、收率低等人为缺陷。
[0006] 本发明的技术方案；一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，具体生 产工艺为： (a) W石油焦为原料A，将原料A粉碎成粒径为0. 5~5. 0mm的粗粉，所述原料A为延迟 石油焦、锻后石油焦或针状焦； (b) W渐青为原料B，将原料B用气流粉碎机进行粉碎，粉碎成粒径《3化的微粉，所述 原料B为石油渐青或煤渐青； (C)W单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C，中位粒径为《50nm，所述 过渡金属选取V、Ni、Co; (d)将（a)步骤得到的原料A粗粉和（C)步骤得到的原料C微粉按重量比A/C=100/(0.2~1)的比例进行揽拌混合，混合后在2800~3200°C下进行石墨化，冷却后进行粉碎，粉碎 成中位粒径为12~18化，然后进行机械整形处理，使颗粒形貌规整，接近圆形； (e) 将（d)步骤得到的物料和（b)步骤得到的原料B微粉，按重量比（A+C)/B=100/ (2~8)的比例进行混合，混合后先在300~600°C下进行改性，然后在1200~1500°C下进行炭 化；或者混合后直接在1200~1500°C下进行炭化； (f) 待（e)步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0007] 所述揽拌混合采用双螺杆或双螺带揽拌方式。
[000引本发明的有益效果； 1、 由于本发明对石油焦进行机械粉碎处理成粗粉，在粗粉状态下进行石墨化，可W减 少材料的整体氧化面积和个体颗粒的氧化程度，保持收率；经细粉后，材料细颗粒表面不被 氧化，可W提高有效的嵌裡和离子传输性能，而且有助于渐青包覆层包覆的结实紧密，不易 脱落； 2、 石油焦在粗粉状态下进行石墨化，不仅可W减少材料氧化程度，在结合后续整形处 理后更会降低材料的比表面积，提高材料的加工性能，即极片压实反弹小、极片压实密度 局； 3、 义用过渡金属渗杂石墨化，可W提局材料的石墨化度，即提局人造石墨的容量；义用 机械整形，可W提高渐青包覆层的均匀性，从而提高与电解液形成SEI膜的均匀和致密性， 减少活性点，W及提高材料的振实密度； 综上所述，本发明通过利用在粗粉状态下进行石墨化、过渡金属渗杂石墨化、细颗粒表 面整形等处理技术能够大大的发挥材料的可逆容量和循环寿命，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。
[0009]
【具体实施方式】； 实施例1; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为2mm的粗粉。
[0010] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0011] 称取粉碎好的原料A粗粉Wkg，加入原料C微粉600g，在常温状态下进行揽拌混 合30分钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0012] 称取石墨化后的混合物料Wkg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为18化，然后进 行机械整形30min。
[0013] 称取整形后的混合物料2化g，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0014] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0015] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为358. 2mAh/g，放电效率 为93. 8%，如表1所示。
[001引实施例2; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为4mm的粗粉。
[0017] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0018] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C480g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0019] 称取石墨化后的混合物料Wkg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为17化，然后进 行机械整形30min。
[0020] 称取整形后的混合物料2化g，加入原料B微粉800g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0021] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0022] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为357. 8mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[002引 实施例3; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为4mm的粗粉。
[0024]称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[00巧]称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C540g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[0026] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为15化，然后进 行机械整形30min。
[0027] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[002引待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0029] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为352. 2mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[0030] 实施例4; 称取延迟石油焦原料A10化g，粉碎成粒径约为5mm的粗粉。
[0031] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0032] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C300g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[0033] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为16化，然后进 行机械整形30min。
[0034] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉800g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0035] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0036] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为348. 6mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[0037] 实施例5; 称取延迟石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为3mm的粗粉。
[0038] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0039] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C180g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[0040] 称取石墨化后的混合 物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[0041] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉1200g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0042] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0043] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为352.ImAh/g，放电效率 为93. 6%，如表1所示。
[0044] 实施例6; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为2mm的粗粉。
[0045] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0046] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C120g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2900°C下进行石墨化。
[0047] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为14化，然后进 行机械整形30min。
[0048] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0049] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0050] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为343. 2mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[00川实施例7; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0052] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0053] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C360g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0054] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[00巧]称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1200°C下进行炭化。
[0056] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0057] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为347. 9mAh/g，放电效率 为94. 1%，如表1所示。
[00则实施例8; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为0. 5mm的粗粉。
[0059] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0060] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C420g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[0061] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为12化，然后进 行机械整形30min。
[0062] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0063] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0064] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为349. 8mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[0065] 实施例9; 称取延迟石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0066] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0067] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C540g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[006引称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为15化，然后进 行机械整形30min。
[0069] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0070] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0071] 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. 5%，如表1所不。
[007引 实施例10: 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0073] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0074] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C180g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[00巧]称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[0076] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉lOOOg，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1200°C下进行炭化。
[0077] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0078] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为353. 9mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[007引 附表1 扣式电池测试数据汇总表
【主权项】
1. 一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法，具体生产工艺为： (a) 以石油焦为原料A，将原料A粉碎成粒径为0. 5~5.Omm的粗粉； (b) 以沥青为原料B，将原料B用气流粉碎机进行粉碎，粉碎成粒径< 3Mm的微粉； (c) 以单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C，中位粒径为< 50nm; (d) 将（a)步骤得到的原料A粗粉和（c)步骤得到的原料C微粉按重量比A/C=100/ (0. 2~1)的比例进行搅拌混合，混合后在2800~3200°C下进行石墨化，冷却后进行粉碎，粉碎 成中位粒径为12~18Mm; (e) 将（d)步骤得到的物料和（b)步骤得到的原料B微粉，按重量比（A+C)/B=IOO/ (2~8)的比例进行混合，混合后先在300~600°C下进行改性，然后在1200~1500°C下进行炭 化；或者混合后直接在1200~1500°C下进行炭化； (f) 待（e)步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。2. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述原料A为延迟石油焦、锻后石油焦或针状焦。3. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述原料B为石油沥青或煤沥青。4. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述过渡金属选取V、Ni、Co。5. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 步骤（d)得到的物料在经石墨化及粉碎后，进行机械整形处理，使颗粒形貌规整，接近圆形。6. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述搅拌混合采用双螺杆或双螺带搅拌方式。
【专利摘要】本发明提供一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法，以石油焦粗粉为原料A，以沥青微粉为原料B，以单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C；取原料A和原料C，按一定的重量比进行混合，混合后在2800~3200℃下进行石墨化，然后进行粉碎；粉碎得到的混合物料和原料B按一定的重量比进行混合，混合后先在300~600℃下进行改性，然后在1200~1500℃下进行炭化，或者混合后直接在1200~1500℃下进行炭化，待物料冷却至室温后，进行打碎、除杂、筛分。本发明的优点在于：加入金属元素提高材料石墨化度，即提高材料容量；原料A在粗粉状态下进行石墨化，可以减小颗粒表面氧化面积和氧化程度，提高材料的容量和收率。
【IPC分类】H01M4/583, H01M4/1393, H01M10/0525
【公开号】CN104900878
【申请号】CN201510338421
【发明人】王丽琼, 叶涛, 蔡奉翰, 韩团辉
【申请人】大连宏光锂业股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，属于裡离子电池 负极材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池是一种理想的绿色电源，自1990年问世W来，因其卓越的性能得到了 迅猛的发展，裡离子电池W其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，如大家熟知 的手机、笔记本电脑、照相机、摄像机和电动工具等，且越来越多的国家将裡电池应用于电 站、动动力汽车、军事等用途。其中，负极材料是裡离子电池储能的关键因素，其性能在一定 程度上决定着裡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裡离子电池 负极的材料，至今在市场上仍占主导地位。
[0003] 虽然裡离子电池的石墨负极材料已商品化，但还存在一些难W克服的弱点，开发 性能更为优良的负极材料仍然是裡离子电池研究的重要课题。裡离子电池的负极是由负极 活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂、添加剂混合制成糊状胶合物均匀涂覆在铜巧上，经干 燥、滚压而成。裡离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌裡离子的负 极材料。
[0004] -般来说，选择一种好的负极材料应遵循W下原则：比能量高、电极电位低、充放 电反应可逆性好、与电解液和粘结剂的兼容性好。材料的晶体结构规整，充放电过程中结构 不发生不可逆变化是获得比容量高，循环寿命长的裡离子电池的关键。然而，对嵌裡材料的 结构与性能的研究仍是该领域目前最薄弱的环节。本发明针对碳质材料的可逆性能进行研 究改进，达到较高的嵌裡和循环性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，W克服 人造石墨原料在石墨化过程中氧化程度过高，导致损失容量、循环差、收率低等人为缺陷。
[0006] 本发明的技术方案；一种高容量裡离子电池人造石墨负极材料生产方法，具体生 产工艺为： (a) W石油焦为原料A，将原料A粉碎成粒径为0. 5~5. 0mm的粗粉，所述原料A为延迟 石油焦、锻后石油焦或针状焦； (b) W渐青为原料B，将原料B用气流粉碎机进行粉碎，粉碎成粒径《3化的微粉，所述 原料B为石油渐青或煤渐青； (C)W单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C，中位粒径为《50nm，所述 过渡金属选取V、Ni、Co; (d)将（a)步骤得到的原料A粗粉和（C)步骤得到的原料C微粉按重量比A/C=100/(0.2~1)的比例进行揽拌混合，混合后在2800~3200°C下进行石墨化，冷却后进行粉碎，粉碎 成中位粒径为12~18化，然后进行机械整形处理，使颗粒形貌规整，接近圆形； (e) 将（d)步骤得到的物料和（b)步骤得到的原料B微粉，按重量比（A+C)/B=100/ (2~8)的比例进行混合，混合后先在300~600°C下进行改性，然后在1200~1500°C下进行炭 化；或者混合后直接在1200~1500°C下进行炭化； (f) 待（e)步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0007] 所述揽拌混合采用双螺杆或双螺带揽拌方式。
[000引本发明的有益效果； 1、 由于本发明对石油焦进行机械粉碎处理成粗粉，在粗粉状态下进行石墨化，可W减 少材料的整体氧化面积和个体颗粒的氧化程度，保持收率；经细粉后，材料细颗粒表面不被 氧化，可W提高有效的嵌裡和离子传输性能，而且有助于渐青包覆层包覆的结实紧密，不易 脱落； 2、 石油焦在粗粉状态下进行石墨化，不仅可W减少材料氧化程度，在结合后续整形处 理后更会降低材料的比表面积，提高材料的加工性能，即极片压实反弹小、极片压实密度 局； 3、 义用过渡金属渗杂石墨化，可W提局材料的石墨化度，即提局人造石墨的容量；义用 机械整形，可W提高渐青包覆层的均匀性，从而提高与电解液形成SEI膜的均匀和致密性， 减少活性点，W及提高材料的振实密度； 综上所述，本发明通过利用在粗粉状态下进行石墨化、过渡金属渗杂石墨化、细颗粒表 面整形等处理技术能够大大的发挥材料的可逆容量和循环寿命，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。
[0009]
【具体实施方式】； 实施例1; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为2mm的粗粉。
[0010] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0011] 称取粉碎好的原料A粗粉Wkg，加入原料C微粉600g，在常温状态下进行揽拌混 合30分钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0012] 称取石墨化后的混合物料Wkg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为18化，然后进 行机械整形30min。
[0013] 称取整形后的混合物料2化g，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0014] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0015] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为358. 2mAh/g，放电效率 为93. 8%，如表1所示。
[001引实施例2; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为4mm的粗粉。
[0017] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0018] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C480g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0019] 称取石墨化后的混合物料Wkg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为17化，然后进 行机械整形30min。
[0020] 称取整形后的混合物料2化g，加入原料B微粉800g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0021] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0022] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为357. 8mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[002引 实施例3; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为4mm的粗粉。
[0024]称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[00巧]称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C540g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[0026] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为15化，然后进 行机械整形30min。
[0027] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[002引待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0029] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为352. 2mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[0030] 实施例4; 称取延迟石油焦原料A10化g，粉碎成粒径约为5mm的粗粉。
[0031] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0032] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C300g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[0033] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为16化，然后进 行机械整形30min。
[0034] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉800g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0035] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0036] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为348. 6mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[0037] 实施例5; 称取延迟石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为3mm的粗粉。
[0038] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0039] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C180g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[0040] 称取石墨化后的混合 物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[0041] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉1200g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0042] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0043] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为352.ImAh/g，放电效率 为93. 6%，如表1所示。
[0044] 实施例6; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为2mm的粗粉。
[0045] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0046] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C120g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2900°C下进行石墨化。
[0047] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为14化，然后进 行机械整形30min。
[0048] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0049] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0050] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为343. 2mAh/g，放电效率 为94. 3%，如表1所示。
[00川实施例7; 称取针状石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0052] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0053] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C360g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3000°C下进行石墨化。
[0054] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[00巧]称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1200°C下进行炭化。
[0056] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0057] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为347. 9mAh/g，放电效率 为94. 1%，如表1所示。
[00则实施例8; 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为0. 5mm的粗粉。
[0059] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0060] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C420g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[0061] 称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为12化，然后进 行机械整形30min。
[0062] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉400g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1300°C下进行炭化。
[0063] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0064] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为349. 8mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[0065] 实施例9; 称取延迟石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0066] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0067] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C540g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在2800°C下进行石墨化。
[006引称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为15化，然后进 行机械整形30min。
[0069] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉600g，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1400°C下进行炭化。
[0070] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0071] 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. 5%，如表1所不。
[007引 实施例10: 称取锻后石油焦原料Al(K)kg，粉碎成粒径约为1mm的粗粉。
[0073] 称取渐青原料B化g，进行气流粉碎，粉碎粒径《3化。
[0074] 称取粉碎好的原料A6化g，加入原料C180g，在常温状态下进行揽拌混合30分 钟，然后在3200°C下进行石墨化。
[00巧]称取石墨化后的混合物料50kg，进行细粉碎、分级，分级中位粒径为13化，然后进 行机械整形30min。
[0076] 称取整形后的混合物料20kg，加入原料B微粉lOOOg，在常温下进行混合30min， 然后在300~600°C下进行改性，紧接着在1200°C下进行炭化。
[0077] 待炭化后的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。
[0078] 用LIR2430型扣式电池做试验，所得负极材料放电容量为353. 9mAh/g，放电效率 为94. 2%，如表1所示。
[007引 附表1 扣式电池测试数据汇总表
【主权项】
1. 一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法，具体生产工艺为： (a) 以石油焦为原料A，将原料A粉碎成粒径为0. 5~5.Omm的粗粉； (b) 以沥青为原料B，将原料B用气流粉碎机进行粉碎，粉碎成粒径< 3Mm的微粉； (c) 以单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C，中位粒径为< 50nm; (d) 将（a)步骤得到的原料A粗粉和（c)步骤得到的原料C微粉按重量比A/C=100/ (0. 2~1)的比例进行搅拌混合，混合后在2800~3200°C下进行石墨化，冷却后进行粉碎，粉碎 成中位粒径为12~18Mm; (e) 将（d)步骤得到的物料和（b)步骤得到的原料B微粉，按重量比（A+C)/B=IOO/ (2~8)的比例进行混合，混合后先在300~600°C下进行改性，然后在1200~1500°C下进行炭 化；或者混合后直接在1200~1500°C下进行炭化； (f) 待（e)步骤得到的物料冷却至室温后，进行打散、筛分、除杂，得到产品。2. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述原料A为延迟石油焦、锻后石油焦或针状焦。3. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述原料B为石油沥青或煤沥青。4. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述过渡金属选取V、Ni、Co。5. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 步骤（d)得到的物料在经石墨化及粉碎后，进行机械整形处理，使颗粒形貌规整，接近圆形。6. 如权利要求1所述的一种高容量锂离子人造石墨负极材料生产方法，其特征在于： 所述搅拌混合采用双螺杆或双螺带搅拌方式。
【专利摘要】本发明提供一种高容量锂离子电池人造石墨负极材料生产方法，以石油焦粗粉为原料A，以沥青微粉为原料B，以单种过渡金属微粉或多种过渡金属混合微粉为原料C；取原料A和原料C，按一定的重量比进行混合，混合后在2800~3200℃下进行石墨化，然后进行粉碎；粉碎得到的混合物料和原料B按一定的重量比进行混合，混合后先在300~600℃下进行改性，然后在1200~1500℃下进行炭化，或者混合后直接在1200~1500℃下进行炭化，待物料冷却至室温后，进行打碎、除杂、筛分。本发明的优点在于：加入金属元素提高材料石墨化度，即提高材料容量；原料A在粗粉状态下进行石墨化，可以减小颗粒表面氧化面积和氧化程度，提高材料的容量和收率。
【IPC分类】H01M4/583, H01M4/1393, H01M10/0525
【公开号】CN104900878
【申请号】CN201510338421
【发明人】王丽琼, 叶涛, 蔡奉翰, 韩团辉
【申请人】大连宏光锂业股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
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