CN104425826A - 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104425826A
CN104425826A CN201310414056.7A CN201310414056A CN104425826A CN 104425826 A CN104425826 A CN 104425826A CN 201310414056 A CN201310414056 A CN 201310414056A CN 104425826 A CN104425826 A CN 104425826A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
modification
ion battery
battery negative
surface modification
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.)
Granted
Application number
CN201310414056.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104425826B (zh
Inventor
刘金峰
苗荣荣
吴志红
丁晓阳
吉林波
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 CN201310414056.7A priority Critical patent/CN104425826B/zh
Publication of CN104425826A publication Critical patent/CN104425826A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104425826B publication Critical patent/CN104425826B/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
    • H01M4/362—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
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了改性锂离子电池负极材料及其制备方法，其制备方法为：将沥青质炭前驱体和锂离子电池负极材料按重量比0.1:10～2:10的比例混合均匀，在冲击式表面改性系统中进行5～20min的改性处理，在惰性气氛保护下，将改性物料进行炭化处理，将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为8～30μm，即得。该制备方法简单，无需进行低温炭化处理，成本大幅降低，并使得改性负极材料具有更高的振实密度，具有更规则的形貌和优良的加工性能。所制得的改性锂离子电池负极材料具有首次充放电效率高、循环性能好的优点，其首次放电容量在360mAh/g以上，400次循环后的容量保持率高达90%以上。

Description

一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电极材料领域，尤其涉及一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法。
背景技术
近年来，电子类产品越来越趋于智能化和多功能化，消费者对电池的能量密度、使用寿命更加地关注，但同时也要求电子类产品价格较低。因此，一些低成本、能量密度高、循环寿命长的负极材料被广泛地研究。目前，锂离子电池的负极主要是石墨材料，主要是因为石墨材料具有高的导电性和较好的充放电平台等优点。但石墨材料也存在一定的缺点，比如天然石墨由鳞片层结构组成，层与层之间以范德华力为主，结构不稳定容易造成溶剂的共嵌，导致电池的充放电性能下降，循环性能降低。因此近年来针对天然石墨的改性处理已经成为研究热点。
目前，天然石墨主要采用包覆处理进行表面改性，如专利申请公布号CN101887967A中，将沥青进行乳化处理，然后与天然石墨混合包覆设计，这种方法在包覆的效果上有一定的改进，但液相的沥青对石墨的包覆有一定的局限。日本专利JP10294111采用沥青对石墨进行低温包覆，然后进行不融化处理和轻度粉碎，这种方法在包覆效果上很难控制，而且包覆过程中需要升温，增加成本。专利申请CN200410002761.5采用沥青质材料包覆处理，虽然材料包覆效果上有一定的改善，但工艺条件复杂，成本增加。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服了现有技术中改性负极材料的制备工艺复杂，改性包覆的成本高，改性效果较差等缺陷，提供一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法。本发明的制备方法能够使制得的负极材料的形貌更规则，并且制备成本低。本发明的改性锂离子电池负极材料的形貌规则，表面均匀性高，具有较高的振实密度和优良的加工性能。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将沥青质炭前驱体和锂离子电池负极材料按重量比0.1:10～2:10的比例混合均匀，得混合料；将所述混合料在冲击式表面改性系统中进行5～20min的改性处理，得改性物料；所述的沥青质炭前驱体的软化点为75～200℃；所述冲击式表面改性系统的频率为25～45Hz；
（2）在惰性气氛保护下，将所述改性物料进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将所述炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为8～30μm，即得。
步骤（1）中，所述的沥青质炭前驱体可为本领域常规的沥青质炭前驱体。所述的沥青质炭前驱体较佳地包括石油沥青和/或煤沥青。所述沥青质炭前驱体的软化点较佳地为75～150℃。所述沥青质炭前驱体的结焦值较佳地为30～80%。
步骤（1）中，所述的锂离子电池负极材料可为本领域常规使用的锂离子电池负极材料。所述的锂离子电池负极材料较佳地为天然石墨、人造石墨、硬炭材料和软炭材料中的一种或多种，更佳地为天然石墨和人造石墨。所述的锂离子电池负极材料的平均粒径D50值较佳地为6～25μm。
步骤（1）中，所述的冲击式表面改性系统是一种用于粉体表面改性的系统。本发明中，所述的冲击式表面改性系统较佳地为东京理科大学和奈良机械研制的HYB高速冲击式表面改性机，更佳地为型号NHS-3的HYB高速冲击式表面改性机。所述改性处理的时间较佳地为15～20min。所述冲击式表面改性系统的功率较佳地为满负荷功率的70～90%。
步骤（2）中，所述的惰性气氛可为本领域常规的惰性气氛，只要在600～1500℃下不与所述的改性物料发生反应即可。所述的惰性气氛较佳地为氦气、氮气和二氧化碳中的一种或多种。所述惰性气氛的流量较佳地为0.1～1.5m3/h。
步骤（2）中，所述炭化处理的方法和其他条件可为本领域常规的方法和条件。所述炭化处理的温度较佳地为600～1500℃。所述炭化处理的时间较佳地为3～12h。
步骤（3）中，所述粉碎的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。
步骤（3）中，所述分级处理的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述分级处理较佳地为气流分级或强制涡轮分级。在所述的分级处理后，所得到的颗粒的平均粒径D50值为8～30μm，即可。
在本发明的一较佳实施方式中，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）将石油沥青质炭前驱体和所述锂离子电池负极材料按重量比0.5:10～1.5:10的比例混合均匀，得混合料；将所述混合料在冲击式表面改性系统中进行15～20min的改性处理，得改性物料；所述冲击式表面改性系统的功率为满负荷功率的70～90%；
（2）在氮气保护下，将所述改性物料于1000～1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将所述炭化后物料进行机械粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为10～25μm，即得。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的改性锂离子电池负极材料。
其中，所述的改性锂离子电池负极材料的平均粒径D50为8～30μm，较佳地为10～25μm。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的制备方法使得改性负极材料具有更高的振实密度，具有更规则的形貌和优良的加工性能。由于表面冲击改性使得材料表面活性均一化，外力的冲击可以使沥青质炭材料与锂离子电池负极材料更好的结合，使得沥青质炭材料更均匀地分布在负极材料颗粒表面，形成更致密的外壳结构，提高材料在电池中的循环性能。
采用本发明的制备方法，所制得的改性锂离子电池负极材料具有首次充放电效率高、循环性能好的优点，其电化学性能总结如下：（1）首次放电容量在360mAh/g以上；（2）循环性能好（400次循环，容量保持>90%）。
此外，本发明的制备方法简单，无需进行低温炭化处理，成本大幅度降低，具有良好的工业化生产的前景。
附图说明
图1为本发明实施例1的改性锂离子电池负极材料用于扣式电池负极时的首次充放电曲线。
图2为本发明实施例1的改性锂离子电池负极材料与对比实施例2负极材料的软包电池的循环测试曲线。
图3为本发明实施例1的改性锂离子电池负极材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，部分材料的来源如下，其余均为常规市售产品：
天然石墨为青岛恒胜石墨有限公司生产的球形石墨，其平均粒径D50为6～25μm；
人造石墨为上海杉杉科技有限公司生产的人造石墨，其平均粒径D50为6～25μm；
石油沥青I为大连明强化工材料有限公司生产的MQ-100沥青，其软化点为85℃，其结焦值为35%±5%；
石油沥青II为华拓有限公司生产的高软化点沥青，其软化点为250℃，其结焦值为70%±5%；
煤沥青为河南渤海化工有限公司生产的中温沥青，其软化点为95℃，其结焦值为40%±5%。
下述实施例中，所使用的冲击式表面改性系统为NHS-3的HYB高速冲击式表面改性机，使用时的功率为满负荷功率的70～90%。
下述实施例中所述的百分比除特殊说明外均为重量百分比。
实施例1～5和对比实施例1～2的部分操作条件见下表1。
表1
实施例1
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比0.5:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行15min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例2
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行15min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例3
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例4
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将煤沥青和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行15min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例5
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和人造石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行15min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例6
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1500℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例7
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1000℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
实施例8
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1.5:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1500℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例1
一种改性负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和人造石墨按重量比0.5:10的比例混合均匀，在包覆釜中进行负极材料的表面改性，按照2.5～3.5℃/min的升温速率升温至580～620℃，然后保温30～60min，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例2
一种改性负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比0.5:10的比例混合均匀，在包覆釜中进行负极材料的表面改性，按照2.5～3.5℃/min的升温速率升温至580～620℃，然后保温30～60min，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例3
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行3min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例4
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青II和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为45Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1500℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例5
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比1:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为20Hz的冲击式表面改性系统中进行10min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
对比实施例6
一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将石油沥青I和天然石墨按重量比2.5:10的比例混合均匀，得混合料；将混合料在频率为35Hz的冲击式表面改性系统中进行20min的改性处理，得改性物料；
（2）在流量为1.0m3/h的氮气保护下，将改性物料于1500℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为17μm±2μm，即得。
效果实施例
采用型号为CR2430的扣式电池来研究负极材料的电化学性能。
负极采用去离子水作为溶剂，极片的配方按活性材料:CMC:SP:SBR=96:1.2:1.3:1.5配制成45%的浆料涂在铜箔上，冷压到1.7g/cc。
扣式电池中的电解液为1mol/L的LiPF6，溶剂采用体积比1:1:1的EC、DEC和EMC的混合溶剂。
扣式电池制作在氩气保护的手套箱内将负极极片、锂片，电解液、隔离膜与电池壳组合成扣式电池。电化学测试采用0.1C/0.05C进行充放电，充放电截止电压为0.005V/2.0V。其中，实施例1改性锂离子电池负极材料的首次充放电曲线如图1所示。
采用型号为423282的软包电池来研究负极材料的电化学性能。
负极采用去离子水作为溶剂，极片的配方按活性材料:CMC:SP:SBR=96:1.2:1.3:1.5配制成45%的浆料涂在铜箔上，冷压到1.7g/cc。
正极采用NMP作为溶剂，按LiCoO2:SP:PVDF=95:2.5:2.5配制成固含量为70%的浆料均匀的涂覆在铝箔上。
软包电池中的电解液为1mol/L的LiPF6，溶剂采用体积比1:1:1的EC、DEC和EMC的混合溶剂。电化学测试采用0.5C/0.5C进行充放电，充放电截止电压为3.0V/4.2V，其中循环测试终止为400循环，测试温度25℃。
上述测试的测试结果见表2。
表2
实施例1、2和3分别是在不同用量的沥青质炭前驱体，以及不同处理时间后所制得的改性锂离子电池负极材料，与对比实施例2相比较，其首次效率和循环保持率有很大的提升，说明石墨表面的包覆层更加均一稳定，振实密度也有很大的提升，说明材料整体的形貌有一定的改善。实施例4采用了不同的沥青质炭前驱体，与对比实施例2相比，在首次效率、振实密度上都有很大的提升。实施例5中采用人造石墨为骨料，其结果进一步佐证了本发明的制备方法可以改善锂离子电池负极材料电化学性能。实施例6和实施例7说明设备频率高即冲击力度升高，使得材料包覆效果和球形化效果更好。实施例8中通过增加表面改性剂含量来评估材料的特性，表面改性剂的增加使得材料的振实密度降低，比表面积和循环特性得到提升，但如果表面改性剂的用量超出本发明的范围（见对比实施例2），材料的包覆效果大大的降低。另外本发明期前无需进行低温包覆处理，材料的制作成本有很大程度的降低，通过本发明的制备方法可以提高石墨材料的振实密度、首次效率和容量保持率。
图2为实施例1改性锂离子电池负极材料与对比实施例2的负极材料用于软包电池的循环测试曲线。在图2中循环性能的提高也进一步说明了包覆层更加均一稳定。通过上述实施例的数据分析证明本发明的方法在提高振实密度、首次效率和循环性能上有很大的优势。
图3为实施例1的改性锂离子电池负极材料的扫描电镜照片，从图3中可以看出，采用本发明的制备方法，能够制得形状规整、均一的负极材料颗粒，并且其粒径也非常均匀。

Claims (10)

1.一种改性锂离子电池负极材料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将沥青质炭前驱体和锂离子电池负极材料按重量比0.1:10～2:10的比例混合均匀，得混合料；将所述混合料在冲击式表面改性系统中进行5～20min的改性处理，得改性物料；所述的沥青质炭前驱体的软化点为75～200℃；所述冲击式表面改性系统的频率为25～45Hz；
（2）在惰性气氛保护下，将所述改性物料进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将所述炭化后物料进行粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为8～30μm，即得。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的沥青质炭前驱体包括石油沥青和/或煤沥青，所述沥青质炭前驱体的软化点为75～150℃，所述沥青质炭前驱体的结焦值为30～80%；和/或，所述的锂离子电池负极材料的平均粒径D50值为6～25μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的锂离子电池负极材料为天然石墨、人造石墨、硬炭材料和软炭材料中的一种或多种；和/或，步骤（1）中，所述的冲击式表面改性系统为HYB高速冲击式表面改性机。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的锂离子电池负极材料为天然石墨和人造石墨；和/或，步骤（1）中，所述的冲击式表面改性系统为型号NHS-3的HYB高速冲击式表面改性机。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述改性处理的时间为15～20min；所述冲击式表面改性系统的功率为满负荷功率的70～90%。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的惰性气氛为氦气、氮气和二氧化碳中的一种或多种；和/或，步骤（2）中，所述惰性气氛的流量为0.1～1.5m3/h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述炭化处理的温度为600～1500℃；所述炭化处理的时间为3～12h。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述分级处理为气流分级或强制涡轮分级。
9.如权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）将石油沥青质炭前驱体和所述锂离子电池负极材料按重量比0.5:10～1.5:10的比例混合均匀，得混合料；将所述混合料在冲击式表面改性系统中进行15～20min的改性处理，得改性物料；所述冲击式表面改性系统的功率为满负荷功率的70～90%；
（2）在氮气保护下，将所述改性物料于1000～1200℃进行炭化处理，得炭化后物料；
（3）将所述炭化后物料进行机械粉碎，分级处理，至颗粒的平均粒径D50值为10～25μm，即得。
10.一种由权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的改性锂离子电池负极材料。
CN201310414056.7A 2013-09-11 2013-09-11 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法 Active CN104425826B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310414056.7A CN104425826B (zh) 2013-09-11 2013-09-11 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310414056.7A CN104425826B (zh) 2013-09-11 2013-09-11 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104425826A true CN104425826A (zh) 2015-03-18
CN104425826B CN104425826B (zh) 2018-11-09

Family

ID=52974214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310414056.7A Active CN104425826B (zh) 2013-09-11 2013-09-11 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104425826B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104766964A (zh) * 2015-04-24 2015-07-08 田东 天然石墨细粉掺杂处理用作负极材料的方法
CN106395741A (zh) * 2016-05-17 2017-02-15 河南田园新能源科技有限公司 锂离子电池用氟化石墨和碳纳米管制备负极材料的方法
CN106486652A (zh) * 2015-11-15 2017-03-08 上海杉杉科技有限公司 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN108598476A (zh) * 2018-03-11 2018-09-28 贵州格瑞特新材料有限公司 一种锂离子电池负极用高首效球形硬碳材料及其制备方法
CN110085823A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 南方科技大学 一种纳米复合负极材料及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294111A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Nippon Carbon Co Ltd リチウム二次電池負極材用黒鉛を被覆した黒鉛質炭素材とその製法
CN1585172A (zh) * 2004-06-12 2005-02-23 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 锂离子电池石墨负极材料及制造方法
CN1649192A (zh) * 2004-01-19 2005-08-03 陈闻杰 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法
CN101242010A (zh) * 2007-02-09 2008-08-13 索尼株式会社 电池
CN101641285A (zh) * 2007-01-31 2010-02-03 住友金属工业株式会社 碳材料及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294111A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Nippon Carbon Co Ltd リチウム二次電池負極材用黒鉛を被覆した黒鉛質炭素材とその製法
CN1649192A (zh) * 2004-01-19 2005-08-03 陈闻杰 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法
CN1585172A (zh) * 2004-06-12 2005-02-23 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 锂离子电池石墨负极材料及制造方法
CN101641285A (zh) * 2007-01-31 2010-02-03 住友金属工业株式会社 碳材料及其制造方法
CN101242010A (zh) * 2007-02-09 2008-08-13 索尼株式会社 电池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104766964A (zh) * 2015-04-24 2015-07-08 田东 天然石墨细粉掺杂处理用作负极材料的方法
CN106486652A (zh) * 2015-11-15 2017-03-08 上海杉杉科技有限公司 一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN106395741A (zh) * 2016-05-17 2017-02-15 河南田园新能源科技有限公司 锂离子电池用氟化石墨和碳纳米管制备负极材料的方法
CN108598476A (zh) * 2018-03-11 2018-09-28 贵州格瑞特新材料有限公司 一种锂离子电池负极用高首效球形硬碳材料及其制备方法
CN110085823A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 南方科技大学 一种纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN110085823B (zh) * 2019-04-18 2020-12-15 南方科技大学 一种纳米复合负极材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104425826B (zh) 2018-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Effect of different binders on the electrochemical performance of metal oxide anode for lithium-ion batteries
CN110767877B (zh) 一种锂离子电池氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用
WO2016169149A1 (zh) 一种石墨细粉作为锂离子电池负极材料的循环利用方法
CN104638252B (zh) 一种硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池
CN103165862B (zh) 一种高性能锂离子电池负极材料及其制备方法
CN109148838B (zh) 钠离子电池负极材料及其制备方法和应用
CN106025211A (zh) 一种高容量锂离子电池硅基负极材料的制备方法
CN105098186A (zh) 一种热解无定型碳材料及其制备方法和用途
Zhang et al. Silicon-multi-walled carbon nanotubes-carbon microspherical composite as high-performance anode for lithium-ion batteries
CN107946568B (zh) 一种高性能氧化亚硅/硬碳/石墨复合材料及其制备方法与应用
CN102867945B (zh) 含有中空碳纳米结构的锂离子电池石墨负极材料的制备方法
CN103346302A (zh) 一种锂电池硅碳纳米管复合负极材料及其制备方法与应用
CN104037417B (zh) 一种改性天然石墨及其制备方法
CN107507979A (zh) 一种高振实人造石墨负极材料的制备方法
WO2017024719A1 (zh) 一种高容量锂电池负极材料的制备方法
CN102290572A (zh) 锂离子二次电池用负极活性物质及负极
CN105489893A (zh) 一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法
WO2016169150A1 (zh) 一种石墨细粉掺杂处理用作负极材料的方法
CN104425826B (zh) 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法
WO2016192542A1 (zh) 一种改性石墨负极材料的制备方法
WO2017024897A1 (zh) 一种改性锂电池负极材料的制备方法
CN102110813B (zh) 锂离子电池负极石墨材料及其制备方法
CN105006555A (zh) 一种金属锡掺杂复合钛酸锂负极材料的制备方法
CN108417810A (zh) 一种三维网络结构聚苯胺/石墨烯/硅复合材料制备方法
CN103326010A (zh) 一种纳米硅掺杂复合钛酸锂负极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant