CN107871855A - 一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法 - Google Patents

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李虹
王旭峰
乔永民
吴敏昌
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法，所述锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的组分为：石墨40‑50份、铝基合金8‑15份、树脂热解碳8‑12份、碳化硅1‑3份、对苯二甲酸镁1‑3份。所制备的锂离子电池具有优异的循环性能，常温下1C充放循环1500次容量保持在93％以上；6C倍率下放电是1C容量的94％以上；3C/10V过充测试电池不起火不爆炸；高温循环优异，60℃下1C充放循环1000次容量保持在82％以上；具有良好的安全性能，针刺、挤压、过充、过放等测试不爆炸、不起火。

Description

一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池技术领域，具体是一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法。
背景技术
商品化锂离子电池碳类负极材料主要是天然石墨和人造石墨。其中，天然石墨与电解液相容性差，充电时容易发生溶剂化锂离子共嵌入，使石墨层发生剥落，进而电解液与石墨层继续发生反应，导致电池的循环稳定性能很差。目前对材料改性技术主要是通过多相包覆技术表面包覆构造核壳结构、掺杂、表面氧化等，进而改善电化学性能。但仍存在诸多问题，比如电极材料颗粒之间及其与集流体之间接触不良，表面电阻大，剥离强度差，在充放电过程中循环膨胀等，上述问题严重影响了锂离子电池的循环寿命及稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨40-50份、铝基合金8-15份、树脂热解碳8-12份、碳化硅1-3份、对苯二甲酸镁1-3份。
作为本发明进一步的方案：所述锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨42-47份、铝基合金10-13份、树脂热解碳9-11份、碳化硅1-3份、对苯二甲酸镁1-3份。
作为本发明进一步的方案：所述锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、铝基合金12份、树脂热解碳10份、碳化硅2份、对苯二甲酸镁2份。
作为本发明进一步的方案：所述石墨的目数为2000目。
作为本发明进一步的方案：所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为800-1000℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中处理温度为900℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
所制备的锂离子电池具有优异的循环性能，常温下1C充放循环1500次容量保持在93％以上；6C倍率下放电是1C容量的94％以上；3C/10V过充测试电池不起火不爆炸；高温循环优异，60℃下1C充放循环1000次容量保持在82％以上；具有良好的安全性能，针刺、挤压、过充、过放等测试不爆炸、不起火。
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
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨40份、铝基合金8份、树脂热解碳8份、碳化硅1份、对苯二甲酸镁1份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为800℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
实施例2
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨42份、铝基合金10份、树脂热解碳9份、碳化硅1份、对苯二甲酸镁1份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为800℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
实施例3
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、铝基合金12份、树脂热解碳10份、碳化硅2份、对苯二甲酸镁2份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为900℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
实施例4
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨47份、铝基合金13份、树脂热解碳11份、碳化硅3份、对苯二甲酸镁3份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为1000℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
实施例5
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨50份、铝基合金15份、树脂热解碳12份、碳化硅3份、对苯二甲酸镁3份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为1000℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
对比例1
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、铝基合金12份、对苯二甲酸镁2份；所述石墨的目数为2000目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨在氮气保护下进行高温处理，处理温度为900℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
对比例2
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、对苯二甲酸镁2份；所述石墨的目数为2000目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨在氮气保护下进行高温处理，处理温度为900℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
对比例3
一种锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、铝基合金12份、树脂热解碳10份、碳化硅2份、对苯二甲酸镁2份；所述石墨的目数为2000目；所述碳化硅的目数为800目。
一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，将石墨在氮气保护下进行高温处理，处理温度为900℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
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 (7)

1.一种锂离子电池用石墨负极材料，其特征在于，按照重量份的主要原料为：石墨40-50份、铝基合金8-15份、树脂热解碳8-12份、碳化硅1-3份、对苯二甲酸镁1-3份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨负极材料，其特征在于，所述锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨42-47份、铝基合金10-13份、树脂热解碳9-11份、碳化硅1-3份、对苯二甲酸镁1-3份。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用石墨负极材料，其特征在于，所述锂离子电池用石墨负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨44份、铝基合金12份、树脂热解碳10份、碳化硅2份、对苯二甲酸镁2份。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨负极材料，其特征在于，所述石墨的目数为2000目。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池用石墨负极材料，其特征在于，所述碳化硅的目数为800目。
6.一种如权利要求1-5任一所述的锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)首先，将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，随后在氮气保护下进行高温处理，处理温度为800-1000℃，制得半成品；
(2)最后，将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并放置球磨机中进行研磨，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中处理温度为900℃。
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