CN109473678B - 一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法，解决了现有技术中锂离子电池负极材料电化学性能下降的问题。该方法包括如下顺序步骤：S1.针状焦经破碎后，与粒径20‑40μm的沥青粉经混料机混料20—30min，得到混合料A；S2.将混合料A分别进行表面改性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；S3.物料B经粉碎分级，再次与粒径2‑5μm的沥青粉经混料机混料30‑40min，得到物料C;S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。

Description

一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产技术领域，特别是指一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法。
背景技术
锂离子电池负极材料一般情况下需要经过原料粉碎、颗粒整形、包覆改性、石墨化、融合和碳化等过程制得，沥青包覆工艺是常见的工艺步骤，但是传统的包覆工艺存在沥青包覆不均匀、不致密、不完整的问题，导致作为负极材料用于锂离子电池后首次充放电效率、比容量及循环性能等电化学性能低下。
发明内容
本发明提出一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法，解决了现有技术中锂离子电池负极材料电化学性能下降的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法，包括如下顺序步骤
S1.针状焦经破碎后，与粒径20-40μm的沥青粉经混料机混料20—30min，得到混合料A；
S2.将混合料A分别进行表面改性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；
S3.物料B经粉碎分级，再次与粒径2-5μm的沥青粉经混料机混料30-40min，得到物料C;
S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。
优选的，所述步骤S1中
S11.在针状焦破碎后，对其进行颗粒整形，以去除颗粒的棱尖，降低颗粒与沥青粉的融合阻力。
优选的，
混合料A中，所述沥青粉的体积比为8%；
物料C中，所述沥青粉的体积比为12%。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：1、本方法所制得的锂离子电池负极材料的颗粒表面包覆层均匀、致密、完整，用于电池负极可提高电池的比容量，具体来说，针状焦里的碳原子活性较低，通过将其与沥青粉的混合并高温石墨化，可以改变碳原子的晶体结构，把碳原子的内部活性激发出来，使其作为电池负极材料的时候活性更高，另外一方面，高温石墨化还可以起到一定的提纯作用，能够将其中的一部分杂质清除掉；2、在第二次与沥青粉混合时，沥青粉及物料B的粒径均较细，目的是实现单位容积内填充更多的颗粒数量，最终增加电池的比容量；3、将二次沥青包覆物料在3000℃高温下做碳化处理，主要目的是进一步提高碳原子的活性，增加电池的循环利用次数，另一个作用是将其中含有的具有粘性的焦油去除掉，以防止碳原子在具有粘性的焦油的作用下无法释放出电量；4、本方法所涉及的工艺流程简单，原材料易得，容易进行大规模产业化实施；5、本方法所得负极材料用于锂离子电池具有首次充放电效率高、比容量大、循环性能优越等较高的电化学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
实施例一：
本发明的沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法包括如下顺序步骤：
S1.针状焦经破碎、颗粒整形去棱尖后，使颗粒变得尽量圆润，降低颗粒与沥青粉的融合阻力，与粒径20μm的沥青粉经混料机混料20min，得到混合料A，混合料A中，沥青粉的体积比为8%；
S2.将混合料A分别进行表面改性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，其中，表面改性能够提高碳的活性，融合处理能够使得物料分布均匀，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；
S3.物料B经粉碎分级，与粒径2μm的沥青粉经混料机混料30min，得到物料C，物料C中，沥青粉的体积比为12%;
S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。
实施例二：
本发明的沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法包括如下顺序步骤：
S1.针状焦经破碎、颗粒整形去棱尖后，使颗粒变得尽量圆润，降低颗粒与沥青粉的融合阻力，与粒径30μm的沥青粉经混料机混料25min，得到混合料A，混合料A中，沥青粉的体积比为8%；
S2.将混合料A分别进行表面改性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，其中，表面改性能够提高碳的活性，融合处理能够使得物料分布均匀，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；
S3.物料B经粉碎分级，与粒径3.5μm的沥青粉经混料机混料35min，得到物料C，物料C中，沥青粉的体积比为12%;
S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。
实施例三：
本发明的沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法包括如下顺序步骤：
S1.针状焦经破碎、颗粒整形去棱尖后，使颗粒变得尽量圆润，降低颗粒与沥青粉的融合阻力，与粒径40μm的沥青粉经混料机混料30min，得到混合料A，混合料A中，沥青粉的体积比为8%；
S2.将混合料A分别进行表面改性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，其中，表面改性能够提高碳的活性，融合处理能够使得物料分布均匀，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；
S3.物料B经粉碎分级，与粒径5μm的沥青粉经混料机混料40min，得到物料C，物料C中，沥青粉的体积比为12%;
S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。
本发明的沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法所制得的锂离子电池负极材料的颗粒表面包覆层均匀、致密、完整；涉及的工艺流程简单，原材料易得，容易进行大规模产业化实施；所得负极材料用于锂离子电池具有首次充放电效率高、比容量大、循环性能优越等较高的电化学性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法，其特征在于：包括如下顺序步骤
S1.针状焦经破碎后，与粒径20-40μm的沥青粉经混料机混料20—30min，得到混合料A，其中沥青粉的体积比为8%；
S2.将混合料A分别进行表面改性以提高碳的活性、融合处理，得到一次沥青包覆物料，再进入窑炉在高纯N2保护下经800℃高温石墨化处理后，冷却至常温得到物料B；
S3.物料B经粉碎分级，再次与粒径2-5μm的沥青粉经混料机混料30-40min，得到物料C，其中沥青粉的体积比为12%;
S4.将物料C进行融合处理，得到二次沥青包覆物料，之后送入另一窑体在高纯N2保护下经3000℃高温做碳化处理，清除物料C中含有的焦油，即得。
2.如权利要求1所述的沥青二次包覆工艺生产锂离子电池负极材料的方法，其特征在于：所述步骤S1中，在针状焦破碎后，对其进行颗粒整形，以去除颗粒的棱尖，降低颗粒与沥青粉的融合阻力。
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