CN106299258A - 一种高密度的石墨电池负极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度的石墨电池负极材料及其制备方法，所述石墨电池负极材料由以下原料组成：负载石墨碳素材料的改性石英砂、石墨碳素材料，且负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:20-25。制备时的步骤包括制备改性石英砂、负载石墨碳素材料的改性石英砂，以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料制备石墨电池负极材料。本发明首次放电容量不小于450mAh/g以上(不可逆容量低于15mAh/g)，首次充放电效率在97.0％以上，循环500次仍保留首次容量的90％以上；具有电容量高，不可逆容量低，循环性能稳定的优点，产率高、工序简单，应用于锂离子电池等负极材料具有广阔的应用前景。

Description

一种高密度的石墨电池负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及石墨电池技术领域，具体是一种高密度的石墨电池负极材料及其制备方法。
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，己经成功取代其他二次电池，成为移动电话、笔记本电脑和摄录像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，许多国家也己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。电极材料是提高锂离子电池性能的关键所在，直接影响电池的充放电性能，自从20世纪90年代初铿离子电池诞生并成功商品化以来，负极材料一直是一个研究的焦点。到目前为止，主要研究的负极材料包括石墨、无定形碳、合金和金属氧化物等，其中石墨占据了锂离子电池负极材料市场的主导地位，市场占有率高达90％，研究也最为成熟并己成功应用于中小型电子产品。
天然石墨结晶度高，导电性好，具有良好的层状结构，更适合充放电过程中锂离子的嵌入和脱出，并且天然石墨资源储量丰富、价格低廉，因此石墨负极材料一直是包括杉杉、贝特瑞在内的世界六大电池企业的研究及开发重点。但天然石墨的宏观形态、微观结构、表面性质等因素决定了其与电解液相容性差，充放电过程中电解液的溶剂分子容易共嵌入，使石墨片层发生剥离，从集流体上脱落，从而导致负极材料寿命降低；石墨对于锂离子的嵌脱具有c轴方向高取向性，在负极片制作时，绝大部分石墨是以平行集流体的方式覆盖在铜箔上的，这样就导致了锂离子嵌入轨道长，导致在大倍率快速充放电过程中，锂离子无法完全地进行嵌脱，导致高倍率下充放电性能差；372mAh/g的理论容量上限等问题均无法满足高科技时代人们对电池能源的高需求，因此对石墨负极材料进行深入研究是十分必要的。
目前对于锂离子负极材料主要提供充放电稳定性和充放电容量，主要是通过表面改性从而钝化表面的石墨化，从而提高稳定性，如表面采用沥青包覆，表面高稳定的无定形碳包覆，金属及氧化物包覆等提高表面稳定性，同时还可以通过表面氟化、氧化等工艺，降低石墨材料的表面能，提高表面石墨负极材料的稳定性，而元素掺杂主要是通过对石墨的片层结构，通过具有高硬质的元素，提高石墨的电子传输通量，从而实现高容量的目的，如硅、硼、磷、硫、钾等元素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种产率高、工序简单、放电容量高并且放电稳定性高的高密度的石墨电池负极材料及其制备方法,以解决现有技术中石墨负极材料结构不稳定、一次充电容量低、且不可逆容量高以及电性能受到限制等技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高密度的石墨电池负极材料，由以下原料组成：负载石墨碳素材料的改性石英砂、石墨碳素材料，且负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:20-25。
作为本发明进一步的方案：所述的石墨碳素材料为沥青、煤焦油中的一种或二者的混合物。由于采用具有流动相的石墨碳素材料，而沥青以及煤焦油等石墨碳素材料具有高粘度，难以流动，因此采用在高温条件下，降低石墨碳素材料的粘度，实现石墨碳素材料在多孔的微纳米石英砂表面与内部的负载。
一种高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其具有步骤为：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为0.5-15mol/(min·100g)，刻蚀时间为3-5h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂；
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.3-1.8kg/m3，反应温度为120-150℃，流动相中石墨碳素材料的流量为0.5-2.5L/min，反应时间为1-2.5h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂；
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照上述配比混合，先通过湿法球磨机进行研磨混合，然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，再对高温石墨化后材料进行球磨，制备得到所需的石墨电池负极材料。
作为本发明进一步的方案：所述的微纳米石英砂为平均粒径为0.5-1.50μm，孔隙率为30-45％。具有空隙的微纳米石英砂，内部可对石墨碳素材料进行吸附，从而利于后期在石墨化过程，实现对石墨碳素材料的硅掺杂效果，提供石墨电极负极材料的稳定性。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中湿法球磨机球磨时间为60-90min，球磨过程中球磨转速为6000-8000r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为65-70％。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中预氧化炭化过程中温度为400-650℃，预氧化炭化15-20min。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中低温石墨炉中进行炭化温度800-1300℃，炭化时间为2-3h。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中高温石墨炉中进行石墨化反应温度为1800-2300℃，石墨化反应时间为4-5h。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中高温石墨化后材料进行球磨时间为30-60min，球磨过程中球磨转速为4000-6000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为75-80％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种高密度的石墨电池负极材料及其制备方法，主要是为了解决现有技术中石墨负极材料结构不稳定、一次充电容量低、且不可逆容量高以及电性能受到限制等技术问题，通过采用具有多孔的石英砂为硅材料的掺杂介质，以吸附和填充的方法，提高碳素材料与石英砂的接触面积，利于在石墨化过程中硅材料与碳素材料的界面反应，从而达到硅掺杂石墨材料的目的，以达到提高石墨材料的放电容量和充放电稳定性；采用氢氟酸蒸汽对石英砂进行刻蚀处理，在保证氢氟酸对石英材料的刻蚀同时，利于在制备过程中对石英砂材料的孔结构进行清洗以及扩孔的目的，同时避免常规的溶液刻蚀对石英砂的材质表面的损伤，而内部无法刻蚀的目的；通过多孔固相石英砂配合流动相的碳素材料，对石墨碳素材料进行负载，并配合后期在预氧化炭化过程的球磨工艺，进一步提高碳素材料与石英砂的接触面积，降低高温石墨化过程反应界面，提高硅材料的掺杂量以及掺杂均匀性。本发明提供了一种产率高、工序简单、放电容量高并且放电稳定性高的锂离子电池石墨负极材料及其制备方法，本发明首次放电容量不小于450mAh/g以上(不可逆容量低于15mAh/g)，首次充放电效率在97.0％以上，循环500次仍保留首次容量的90％以上；所制备的石墨电池负极材料具有电容量高，不可逆容量低，循环性能稳定的优点，应用于锂离子电池等负极材料具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种高密度的石墨电池负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对均粒径为0.5μm，孔隙率为30％摩尔微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为0.5mol/(min·100g)，刻蚀时间为3h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂。
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.3kg/m3，反应温度为120℃，流动相中石墨碳素材料的流量为2.5L/min，反应时间为2.5h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂。
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:20，先通过湿法球磨机进行研磨混合，控制球磨时间为60min，球磨过程中球磨转速为8000r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为65％。然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，预氧化炭化过程中温度为400℃，预氧化炭化20min；然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，低温石墨炉中进行炭化温度800℃，炭化时间为3h；然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，高温石墨炉中进行石墨化反应温度为1800℃，石墨化反应时间为5h。再对高温石墨化后材料进行球磨，球磨时间为30min，球磨过程中球磨转速为6000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为75％。制备得到所需的石墨电池负极材料。
所制备的高密度石墨电池负极材料首次放电容量为485mAh/g(不可逆容量为14mAh/g)，首次充放电效率在97.5％，循环500次仍保留首次容量的91.5％。
实施例2
本发明实施例中，一种高密度的石墨电池负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对均粒径为1.50μm，孔隙率为45％摩尔微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为15mol/(min·100g)，刻蚀时间为3h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂。
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.8kg/m3，反应温度为150℃，流动相中石墨碳素材料的流量为2.5L/min，反应时间为1h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂。
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:25，先通过湿法球磨机进行研磨混合，控制球磨时间为90min，球磨过程中球磨转速为6000r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为70％。然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，预氧化炭化过程中温度为650℃，预氧化炭化15min；然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，低温石墨炉中进行炭化温度1300℃，炭化时间为2h；然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，高温石墨炉中进行石墨化反应温度为2300℃，石墨化反应时间为4h。再对高温石墨化后材料进行球磨，球磨时间为60min，球磨过程中球磨转速为4000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为80％。制备得到所需的石墨电池负极材料。
所制备的高密度石墨电池负极材料首次放电容量为460mAh/g(不可逆容量为10mAh/g)，首次充放电效率在97.7％，循环500次仍保留首次容量的91.9％。
实施例3
本发明实施例中，一种高密度的石墨电池负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对均粒径为1.0μm，孔隙率为35％摩尔微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为10mol/(min·100g)，刻蚀时间为4h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂。
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.5kg/m3，反应温度为150℃，流动相中石墨碳素材料的流量为2.0L/min，反应时间为2.5h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂。
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:25，先通过湿法球磨机进行研磨混合，控制球磨时间为90min，球磨过程中球磨转速为6500r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为65％。然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，预氧化炭化过程中温度为600℃，预氧化炭化20min；然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，低温石墨炉中进行炭化温度1250℃，炭化时间为3h；然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，高温石墨炉中进行石墨化反应温度为2300℃，石墨化反应时间为5h。再对高温石墨化后材料进行球磨，球磨时间为60min，球磨过程中球磨转速为6000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为75％。制备得到所需的石墨电池负极材料。
所制备的高密度石墨电池负极材料首次放电容量为485mAh/g(不可逆容量为12mAh/g)，首次充放电效率在98.0％，循环500次仍保留首次容量的92.2％。
实施例4
本发明实施例中，一种高密度的石墨电池负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对均粒径为1.50μm，孔隙率为45％摩尔微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为10mol/(min·100g)，刻蚀时间为2.5h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂。
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.5kg/m3，反应温度为145℃，流动相中石墨碳素材料的流量为0.5L/min，反应时间为2.5h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂。
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:25，先通过湿法球磨机进行研磨混合，控制球磨时间为90min，球磨过程中球磨转速为8000r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为70％。然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，预氧化炭化过程中温度为650℃，预氧化炭化15min；然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，低温石墨炉中进行炭化温度1300℃，炭化时间为2h；然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，高温石墨炉中进行石墨化反应温度为1800℃，石墨化反应时间为5h。再对高温石墨化后材料进行球磨，球磨时间为60min，球磨过程中球磨转速为6000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为75％。制备得到所需的石墨电池负极材料。
所制备的高密度石墨电池负极材料首次放电容量455mAh/g(不可逆容量11.5mAh/g)，首次充放电效率在97.3％，循环500次仍保留首次容量的90.2％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高密度的石墨电池负极材料，其特征在于，由以下原料组成：负载石墨碳素材料的改性石英砂、石墨碳素材料，且负载石墨碳素材料的改性石英砂与石墨碳素材料质量比为1:20-25。
2.根据权利要求1所述的高密度的石墨电池负极材料，其特征在于，所述的石墨碳素材料为沥青、煤焦油中的一种或二者的混合物。
3.一种如权利要求1-2任一所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，其具有步骤为：
(1)改性石英砂的制备：在循环密闭容器中，以氢氟酸蒸汽为刻蚀剂条件下，对微纳米石英砂进行表面刻蚀改性，控制氢氟酸蒸汽对石英砂的发生量为0.5-15mol/(min·100g)，刻蚀时间为3-5h，然后在60℃下对石英砂进行真空干燥45min，制备得到改性石英砂；
(2)负载石墨碳素材料的改性石英砂：以石墨碳素材料为流动相，以改性石英砂为固定相，在固定反应器中控制改性石英砂的填充密度为1.3-1.8kg/m3，反应温度为120-150℃，流动相中石墨碳素材料的流量为0.5-2.5L/min，反应时间为1-2.5h，反应结束后制备得到负载石墨碳素材料的改性石英砂；
(3)石墨电池负极材料的制备：以负载石墨碳素材料的改性石英砂和石墨碳素材料为原料，按照上述配比混合，先通过湿法球磨机进行研磨混合，然后再转移到预氧化炭化炉进行预氧化炭化，然后再转移到低温石墨炉中进行炭化，然后再转移到高温石墨炉中进行石墨化反应，再对高温石墨化后材料进行球磨，制备得到所需的石墨电池负极材料。
4.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的微纳米石英砂为平均粒径为0.5-1.50μm，孔隙率为30-45％。
5.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中湿法球磨机球磨时间为60-90min，球磨过程中球磨转速为6000-8000r/min，且球磨锆株粒径为0.3mm，填充体积为65-70％。
6.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中预氧化炭化过程中温度为400-650℃，预氧化炭化15-20min。
7.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中低温石墨炉中进行炭化温度800-1300℃，炭化时间为2-3h。
8.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中高温石墨炉中进行石墨化反应温度为1800-2300℃，石墨化反应时间为4-5h。
9.根据权利要求3所述的高密度的石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中高温石墨化后材料进行球磨时间为30-60min，球磨过程中球磨转速为4000-6000r/min，且球磨锆株粒径为0.1mm，填充体积为75-80％。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107528049A (zh) * 2017-07-31 2017-12-29 山西三元炭素有限责任公司 一种锂电池负极材料的生产工艺
CN108930091A (zh) * 2018-07-09 2018-12-04 福建省晋江市华宇织造有限公司 一种压纱板贾卡织物及其编织方法
CN109319774A (zh) * 2018-10-10 2019-02-12 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 一种用中低温干馏煤焦油制备负极材料的方法
CN111249765A (zh) * 2020-02-25 2020-06-09 中国科学院化学研究所 一种去除碳材料中金属离子的加压流体提取系统和方法
CN113328096A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 成都大学 一种硅碳复合材料的制备方法、硅基负极材料和锂离子电池
CN115036481A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 焦作熔创石墨科技有限公司 一种碳负极材料的整形方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931381A (zh) * 2011-08-12 2013-02-13 宁波杉杉新材料科技有限公司 一种各向同性的石墨二次颗粒及其制备方法和用途
CN103107336A (zh) * 2013-01-28 2013-05-15 方大工业技术研究院有限公司 梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN103241731A (zh) * 2013-04-01 2013-08-14 东莞市凯金电池材料有限公司 二次锂离子电池用复合石墨材料的制备方法
WO2014024534A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池用負極活物質、及び、リチウムイオン二次電池
CN103887502A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 上海杉杉科技有限公司 一种人造石墨锂离子电池负极材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931381A (zh) * 2011-08-12 2013-02-13 宁波杉杉新材料科技有限公司 一种各向同性的石墨二次颗粒及其制备方法和用途
WO2014024534A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池用負極活物質、及び、リチウムイオン二次電池
CN103887502A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 上海杉杉科技有限公司 一种人造石墨锂离子电池负极材料及其制备方法
CN103107336A (zh) * 2013-01-28 2013-05-15 方大工业技术研究院有限公司 梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料及其制备方法
CN103241731A (zh) * 2013-04-01 2013-08-14 东莞市凯金电池材料有限公司 二次锂离子电池用复合石墨材料的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107528049A (zh) * 2017-07-31 2017-12-29 山西三元炭素有限责任公司 一种锂电池负极材料的生产工艺
CN108930091A (zh) * 2018-07-09 2018-12-04 福建省晋江市华宇织造有限公司 一种压纱板贾卡织物及其编织方法
CN109319774A (zh) * 2018-10-10 2019-02-12 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 一种用中低温干馏煤焦油制备负极材料的方法
CN111249765A (zh) * 2020-02-25 2020-06-09 中国科学院化学研究所 一种去除碳材料中金属离子的加压流体提取系统和方法
CN111249765B (zh) * 2020-02-25 2021-04-06 中国科学院化学研究所 一种去除碳材料中金属离子的加压流体提取系统和方法
CN113328096A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 成都大学 一种硅碳复合材料的制备方法、硅基负极材料和锂离子电池
CN115036481A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 焦作熔创石墨科技有限公司 一种碳负极材料的整形方法及系统

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