CN112038603A - 一种石墨负极材料及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨负极材料及其加工工艺,配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:30‑50份的石墨、20‑40份的沥青、10‑20份的铁盐、15‑25份的镍盐、10‑20份的乙酸乙酯和5‑10份的无水乙醇;该发明,通过石墨、沥青、铁盐与镍盐作为基本材料,配合乙酸乙酯和无水乙醇进行热解研磨与煅烧,得到石墨负极材料,操作简单,热解研磨使得石墨表面包覆,颗粒小,倍率性能高,循环寿命好,有利于用户使用,且加工过程不会产生有害气体,导电性好,同时增大循环性能,增加电池负极使用寿命,有利于用户使用,且该发明工艺简单严谨,原料便宜成本低廉,大大节约了生产成本,有利于加工与生产。

Description

一种石墨负极材料及其加工工艺
技术领域
本发明涉及石墨负极材料技术领域,具体为一种石墨负极材料及其加工工艺。
背景技术
负极指电源中电位与电势较低的一端;在原电池中,是指起氧化作用的电极,电池反应中写在左边,一般采用石墨制作;传统石墨负极材料通过石墨直接煅烧得到负极材料,操作复杂,石墨表面无包覆,颗粒大,倍率性能低,循环寿命差,不利于用户使用,降低电池负极使用寿命,且煅烧过程易产生有害气体,不利于用户使用,同时传统石墨负极材料原料昂贵,增加了生产成本,不利于加工与生产;针对这些缺陷,设计一种石墨负极材料及其加工工艺是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨负极材料及其加工工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种石墨负极材料,配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:30-50份的石墨、20-40份的沥青、10-20份的铁盐、15-25份的镍盐、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇。
一种石墨负极材料的加工工艺,包括以下步骤,步骤一,原料选取;步骤二:除尘处理;步骤三,热解研磨;步骤四,高温煅烧;步骤五,包装存储;
其中上述步骤一中,按照各组分的质量百分含量分别是:30-50份的石墨、20-40份的沥青、10-20份的铁盐、15-25份的镍盐、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇进行称取;
其中上述步骤二中,除尘处理包括以下步骤:
1)人工将反应釜清洗干净,并且消毒处理,随后兑入铁盐与镍盐,进行搅拌;
2)再将石墨与乙酸乙酯混合,升高温度至80-100℃,持续搅拌20-40min,直至溶液蒸发;
3)将溶液蒸发后的石墨倒入反应釜内部,随后密封静置反应1-2h,反应后倒出混合物,放置在密封环境下静置;
4)将混合物倒入旋风吸尘机中,开启吸尘机进行吸尘,随后再将其通过过滤网进行过滤;
其中上述步骤三中,热解研磨包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤二4)中过滤后的混合物投入反应釜中,兑入惰性气体排尽反应釜内部空气;
2)兑入沥青与无水乙醇,静置1-2h,随后升高反应釜压力至2.5Kg,再升高反应釜温度至200-300℃,随后搅拌1-3h,而后继续加热至400-500℃,搅拌得到粒径在10-20mm的物料;
3)降温出料,随后倒入球磨机中,通入惰性气体排尽球磨机内部空气,开启球磨机进行球磨加工,加工后将球磨后的物料进行筛分;
其中上述步骤四中,高温煅烧包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤三3)中得到的球磨后的混合物倒入管式炉中,通入惰性气体排尽空气,升高温度至800-1000℃,连续煅烧3-4h;
2)将煅烧后的混合物取出,静置冷却至室温,即可得到石墨负极材料;
其中上述步骤五中,将上述步骤四3)中所得的石墨负极材料进行装盒存储,保证每盒分量相同,再将捆扎的石墨负极材料分箱整体打包存储。
根据上述技术方案,所述组分的质量百分含量分别是:35份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、20份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
根据上述技术方案,所述无水乙醇为乙醇与水按照3∶1进行混合得到。
根据上述技术方案,所述步骤二4)中过滤网为180-200目。
根据上述技术方案,所述步骤三1)中惰性气体为氩气。
根据上述技术方案,所述步骤四2)中也可使用冷风机降温。
根据上述技术方案,所述步骤五中装箱前需要进行紫外线照射消毒。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:该发明,通过石墨、沥青、铁盐与镍盐作为基本材料,配合乙酸乙酯和无水乙醇进行热解研磨与煅烧,得到石墨负极材料,操作简单,热解研磨使得石墨表面包覆,颗粒小,倍率性能高,循环寿命好,有利于用户使用,且加工过程不会产生有害气体,导电性好,同时增大循环性能,增加电池负极使用寿命,有利于用户使用,且该发明工艺简单严谨,能够代替其他较为昂贵的石墨负极材料生产工艺,效果显著,原料便宜成本低廉,加工方便,大大节约了生产成本,有利于加工与生产。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是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。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种石墨负极材料及其加工工艺:实施例1:
一种石墨负极材料,配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:30份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、25份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
一种石墨负极材料的加工工艺,包括以下步骤,步骤一,原料选取;步骤二:除尘处理;步骤三,热解研磨;步骤四,高温煅烧;步骤五,包装存储;
其中上述步骤一中,按照各组分的质量百分含量分别是:30份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、25份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇进行称取;
其中上述步骤二中,除尘处理包括以下步骤:
1)人工将反应釜清洗干净,并且消毒处理,随后兑入铁盐与镍盐,进行搅拌;
2)再将石墨与乙酸乙酯混合,升高温度至80-100℃,持续搅拌20-40min,直至溶液蒸发;
3)将溶液蒸发后的石墨倒入反应釜内部,随后密封静置反应1-2h,反应后倒出混合物,放置在密封环境下静置;
4)将混合物倒入旋风吸尘机中,开启吸尘机进行吸尘,随后再将其通过过滤网进行过滤,过滤网为180-200目;
其中上述步骤三中,热解研磨包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤二4)中过滤后的混合物投入反应釜中,兑入惰性气体排尽反应釜内部空气,惰性气体为氩气;
2)兑入沥青与无水乙醇,静置1-2h,随后升高反应釜压力至2.5Kg,再升高反应釜温度至200-300℃,随后搅拌1-3h,而后继续加热至400-500℃,搅拌得到粒径在10-20mm的物料;
3)降温出料,随后倒入球磨机中,通入惰性气体排尽球磨机内部空气,开启球磨机进行球磨加工,加工后将球磨后的物料进行筛分;
其中上述步骤四中,高温煅烧包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤三3)中得到的球磨后的混合物倒入管式炉中,通入惰性气体排尽空气,升高温度至800-1000℃,连续煅烧3-4h;
2)将煅烧后的混合物取出,静置冷却至室温,也可使用冷风机降温,即可得到石墨负极材料;
其中上述步骤五中,将上述步骤四3)中所得的石墨负极材料进行装盒存储,保证每盒分量相同,再将捆扎的石墨负极材料分箱整体打包存储,装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中,无水乙醇为乙醇与水按照3∶1进行混合得到。
实施例2:
一种石墨负极材料,配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:35份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、20份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
一种石墨负极材料的加工工艺,包括以下步骤,步骤一,原料选取;步骤二:除尘处理;步骤三,热解研磨;步骤四,高温煅烧;步骤五,包装存储;
其中上述步骤一中,按照各组分的质量百分含量分别是:35份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、20份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇进行称取;
其中上述步骤二中,除尘处理包括以下步骤:
1)人工将反应釜清洗干净,并且消毒处理,随后兑入铁盐与镍盐,进行搅拌;
2)再将石墨与乙酸乙酯混合,升高温度至80-100℃,持续搅拌20-40min,直至溶液蒸发;
3)将溶液蒸发后的石墨倒入反应釜内部,随后密封静置反应1-2h,反应后倒出混合物,放置在密封环境下静置;
4)将混合物倒入旋风吸尘机中,开启吸尘机进行吸尘,随后再将其通过过滤网进行过滤,过滤网为180-200目;
其中上述步骤三中,热解研磨包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤二4)中过滤后的混合物投入反应釜中,兑入惰性气体排尽反应釜内部空气,惰性气体为氩气;
2)兑入沥青与无水乙醇,静置1-2h,随后升高反应釜压力至2.5Kg,再升高反应釜温度至200-300℃,随后搅拌1-3h,而后继续加热至400-500℃,搅拌得到粒径在10-20mm的物料;
3)降温出料,随后倒入球磨机中,通入惰性气体排尽球磨机内部空气,开启球磨机进行球磨加工,加工后将球磨后的物料进行筛分;
其中上述步骤四中,高温煅烧包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤三3)中得到的球磨后的混合物倒入管式炉中,通入惰性气体排尽空气,升高温度至800-1000℃,连续煅烧3-4h;
2)将煅烧后的混合物取出,静置冷却至室温,也可使用冷风机降温,即可得到石墨负极材料;
其中上述步骤五中,将上述步骤四3)中所得的石墨负极材料进行装盒存储,保证每盒分量相同,再将捆扎的石墨负极材料分箱整体打包存储,装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中,无水乙醇为乙醇与水按照3∶1进行混合得到。
实施例3:
一种石墨负极材料,配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:40份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、15份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
一种石墨负极材料的加工工艺,包括以下步骤,步骤一,原料选取;步骤二:除尘处理;步骤三,热解研磨;步骤四,高温煅烧;步骤五,包装存储;
其中上述步骤一中,按照各组分的质量百分含量分别是:40份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、15份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇进行称取;
其中上述步骤二中,除尘处理包括以下步骤:
1)人工将反应釜清洗干净,并且消毒处理,随后兑入铁盐与镍盐,进行搅拌;
2)再将石墨与乙酸乙酯混合,升高温度至80-100℃,持续搅拌20-40min,直至溶液蒸发;
3)将溶液蒸发后的石墨倒入反应釜内部,随后密封静置反应1-2h,反应后倒出混合物,放置在密封环境下静置;
4)将混合物倒入旋风吸尘机中,开启吸尘机进行吸尘,随后再将其通过过滤网进行过滤,过滤网为180-200目;
其中上述步骤三中,热解研磨包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤二4)中过滤后的混合物投入反应釜中,兑入惰性气体排尽反应釜内部空气,惰性气体为氩气;
2)兑入沥青与无水乙醇,静置1-2h,随后升高反应釜压力至2.5Kg,再升高反应釜温度至200-300℃,随后搅拌1-3h,而后继续加热至400-500℃,搅拌得到粒径在10-20mm的物料;
3)降温出料,随后倒入球磨机中,通入惰性气体排尽球磨机内部空气,开启球磨机进行球磨加工,加工后将球磨后的物料进行筛分;
其中上述步骤四中,高温煅烧包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤三3)中得到的球磨后的混合物倒入管式炉中,通入惰性气体排尽空气,升高温度至800-1000℃,连续煅烧3-4h;
2)将煅烧后的混合物取出,静置冷却至室温,也可使用冷风机降温,即可得到石墨负极材料;
其中上述步骤五中,将上述步骤四3)中所得的石墨负极材料进行装盒存储,保证每盒分量相同,再将捆扎的石墨负极材料分箱整体打包存储,装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中,无水乙醇为乙醇与水按照3∶1进行混合得到。
各实施例性质对比如下表:
Figure BDA0002664947060000081
基于上述,本发明的优点在于,该发明,通过石墨、沥青、铁盐与镍盐作为基本材料,配合乙酸乙酯和无水乙醇进行热解研磨与煅烧,得到石墨负极材料,操作简单,热解研磨使得石墨表面包覆,颗粒小,倍率性能高,循环寿命好,有利于用户使用,且加工过程不会产生有害气体,导电性好,同时增大循环性能,增加电池负极使用寿命,有利于用户使用。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种石墨负极材料,其特征在于:配方包括:石墨、沥青、铁盐、镍盐、乙酸乙酯和无水乙醇,各组分的质量百分含量分别是:30-50份的石墨、20-40份的沥青、10-20份的铁盐、15-25份的镍盐、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇。
2.一种石墨负极材料的加工工艺,包括以下步骤,步骤一,原料选取;步骤二:除尘处理;步骤三,热解研磨;步骤四,高温煅烧;步骤五,包装存储;其特征在于:
其中上述步骤一中,按照各组分的质量百分含量分别是:30-50份的石墨、20-40份的沥青、10-20份的铁盐、15-25份的镍盐、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇进行称取;
其中上述步骤二中,除尘处理包括以下步骤:
1)人工将反应釜清洗干净,并且消毒处理,随后兑入铁盐与镍盐,进行搅拌;
2)再将石墨与乙酸乙酯混合,升高温度至80-100℃,持续搅拌20-40min,直至溶液蒸发;
3)将溶液蒸发后的石墨倒入反应釜内部,随后密封静置反应1-2h,反应后倒出混合物,放置在密封环境下静置;
4)将混合物倒入旋风吸尘机中,开启吸尘机进行吸尘,随后再将其通过过滤网进行过滤;
其中上述步骤三中,热解研磨包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤二4)中过滤后的混合物投入反应釜中,兑入惰性气体排尽反应釜内部空气;
2)兑入沥青与无水乙醇,静置1-2h,随后升高反应釜压力至2.5Kg,再升高反应釜温度至200-300℃,随后搅拌1-3h,而后继续加热至400-500℃,搅拌得到粒径在10-20mm的物料;
3)降温出料,随后倒入球磨机中,通入惰性气体排尽球磨机内部空气,开启球磨机进行球磨加工,加工后将球磨后的物料进行筛分;
其中上述步骤四中,高温煅烧包括以下步骤:
1)人工将步骤步骤三3)中得到的球磨后的混合物倒入管式炉中,通入惰性气体排尽空气,升高温度至800-1000℃,连续煅烧3-4h;
2)将煅烧后的混合物取出,静置冷却至室温,即可得到石墨负极材料;
其中上述步骤五中,将上述步骤四3)中所得的石墨负极材料进行装盒存储,保证每盒分量相同,再将捆扎的石墨负极材料分箱整体打包存储。
3.根据权利要求1所述的一种石墨负极材料,其特征在于:所述组分的质量百分含量分别是:35份的石墨、20份的沥青、10份的铁盐、20份的镍盐、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
4.根据权利要求1所述的一种石墨负极材料,其特征在于:所述无水乙醇为乙醇与水按照3∶1进行混合得到。
5.根据权利要求2所述的一种石墨负极材料的加工工艺,其特征在于:所述步骤二4)中过滤网为180-200目。
6.根据权利要求2所述的一种石墨负极材料的加工工艺,其特征在于:所述步骤三1)中惰性气体为氩气。
7.根据权利要求2所述的一种石墨负极材料的加工工艺,其特征在于:所述步骤四2)中也可使用冷风机降温。
8.根据权利要求2所述的一种石墨负极材料的加工工艺,其特征在于:所述步骤五中装箱前需要进行紫外线照射消毒。
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