CN112750988B - 一种液体包覆油组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体包覆油组合物，其包括如下组分：精制煤沥青、焦化重油和洗油，其中，所述精制煤沥青、焦化重油和洗油的重量比为(6.00～6.80)：(0.07～0.20)：(3.00～3.93)。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的液体包覆油组合物能有效提高人造石墨的倍率性能，如扣电倍率为(1C/0.2C)％，提升超过10％。

Description

一种液体包覆油组合物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，涉及一种能修饰或改性人造石墨表面结构的添加剂，具体是一种包覆油的制备方法。
背景技术
随着动力电池的快速发展，其对负极材料提出了高容量、高循环性及高倍率充放电的要求，与天然石墨相比，人造石墨作为负极材料具有更优良的性能，其势必将成为动力电池用负极材料的主流。目前，用于制备负极材料的人造石墨有针状焦、石油焦、沥青焦、中间相炭微球等，因其与溶剂相容性差，大电流充放电性能差，因此需要对石墨材料表面进行改性处理，解决这些问题。目前，工业上常用软化点为258.3℃左右的固体沥青或其他有机溶剂，如四氢呋喃等，对人造石墨表面进行改性处理，如中国专利“一种制备锂电池负极材料的方法及锂电池负极片”，就是其中一种，该专利将原料机械粉碎，分级处理后与沥青粉体进行混合，在中温反应釜中500～650℃反应6～10h后，再一次进行整形分级处理，然后进行高温石墨化处理，最后经过分级处理可得到改性的人造石墨材料；然后再将改性的人造石墨材料与沥青进一步溶于分散剂中，搅拌得到均匀混合液，将均匀混合液经过闭式循环喷雾干燥机制备复合粉体，接着在700～1100℃下加热1～5h，最后得到沥青液相包覆改性的人造石墨材料。本发明制备得到的沥青液相包覆改性人造石墨应用于锂电池后，表现出首次充放电效率高、比容量高以及循环性能好等优秀的电化学性能。但其温度较高，对设备有温度及压力要求。目前，相关文献及报道中还没有看到有关专门在常温常压下对人造石墨表面就行改性的液体包覆剂，因此开发一种用于常温常压下的液体包覆油技术势在必行。
发明内容
本发明目的提出一种用于常温常压下，改性人造石墨表面结构的液体包覆油，通过包覆处理提高材料的功率性能，从而提高电池的倍率性能等。
本发明提供的一种液体包覆油组合物，其包括如下组分：精制煤沥青、焦化重油和洗油，其中，所述精制煤沥青、焦化重油和洗油的重量比为(6.00～6.80)：(0.07～0.20)：(3.00～3.93)。
作为优选方案，所述精制煤沥青的喹啉不溶物含量不超过0.02％，残炭量为30～35％。
作为优选方案，所述焦化重油的喹啉不溶物检测不出，残炭量低于2％。
作为优选方案，所述洗油的喹啉不溶物检测不出，残炭量低于0.5％。
一种如前述的液体包覆油组合物的制备方法，其包括如下步骤：
将精制煤沥青溶解后，在不超过90℃的温度下边搅拌边加入洗油，混匀后，加入焦化重油，混匀即可。
一种利用前述的液体包覆油组合物对人造石墨进行改性处理的方法，其包括如下步骤：
在人造石墨中加入液体包覆油组合物，常温下搅拌后，在900℃下的纯氧中进行炭化，过筛即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的液体包覆油组合物能有效提高人造石墨的首次库伦效率、可逆容量及倍率性能，具体表1所示：
Figure BDA0002251281860000021
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供的一种液体包覆油组合物的制备方法具体包括如下步骤：
一、按照如下重量配比进行配料：精制煤沥青(RP):焦化重油(HO):洗油(AWO)＝6.7:0.08:3.22；
二、先将RP溶解，控制温度不超过90℃，然后边搅拌便加入AWO(机械搅拌：800～1200rpm，30～60min)，充分混匀后，最后加入HO，继续在1000rpm下搅拌1h；所得油品在室温(25～30℃)下能流动，其粘度：129.1-322.9cp，残炭：16.3～21.5％。
利用本实施例制备的液体包覆油组合物对L-2进行表面改性处理，做成负极材料，最后装配成CR2016型扣式电池，其电化学性能如表2所示：
表2
电化学性能 改性前 改性后
首次脱锂容量(0.2C)mAh/g 344.5 343.4
扣电倍率(1C/0.2C)％ 75 85
循环(周) 150 160
表面处理的具体方法为：在人造石墨中加入重量为人造石墨重量的7％包覆油，放入包覆釜中常温搅拌2h，然后在900℃下，绝氧炭化1h，最后过筛0.071mm筛子，得成品。
实施例2
本实施例提供的一种液体包覆油组合物的制备方法具体包括如下步骤：
一、按照如下重量配比进行配料：精制煤沥青(RP):焦化重油(HO):洗油(AWO)＝6.5:0.1:3.4；
二、先将RP溶解，控制温度不超过90℃，然后边搅拌便加入AWO(机械搅拌：800～1200rpm，30～60min)，充分混匀后，最后加入HO，继续在1000rpm下搅拌1h；所得油品在室温(25～30℃)下能流动，其粘度：129.1-322.9cp，残炭：16.3～21.5％。
利用本实施例制备的液体包覆油组合物对Gr(NC-R)进行表面改性处理，做成负极材料，最后装配成CR2016型扣式电池，其电化学性能如表3所示：
表3
电化学性能 改性前 改性后
首次脱锂容量(0.2C)mAh/g 339.3 338.8
扣电倍率(1C/0.2C)％ 77 91
循环(周) 200 201
表面处理的具体方法为：在人造石墨中加入重量为人造石墨重量的10％包覆油，放入包覆釜中常温搅拌2h，然后在900℃下，绝氧炭化1h，最后过筛0.071mm筛子，得成品。
实施例3
本实施例提供的一种液体包覆油组合物的制备方法具体包括如下步骤：
一、按照如下重量配比进行配料：精制煤沥青(RP):焦化重油(HO):洗油(AWO)＝6.3:0.15:3.55；
二、先将RP溶解，控制温度不超过90℃，然后边搅拌便加入AWO(机械搅拌：800～1200rpm，30～60min)，充分混匀后，最后加入HO，继续在1000rpm下搅拌1h；所得油品在室温(25～30℃)下能流动，其粘度：129.1～322.9cp，残炭：16.3～21.5％。
利用本实施例制备的液体包覆油组合物对Gr(LPC-R)进行表面改性处理，做成负极材料，最后装配成CR2016型扣式电池，其电化学性能如表4所示：
表4
电化学性能 改性前 改性后
首次脱锂容量(0.2C)mAh/g 300.6 300.0
扣电倍率(1C/0.2C)％ 80 95
循环(周) 160 163
表面处理的具体方法为：在人造石墨中加入重量为人造石墨重量的15％包覆油，放入包覆釜中常温搅拌2h，然后在900℃下，绝氧炭化1h，最后过筛0.071mm筛子，得成品。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种液体包覆油组合物，其特征在于，包括如下组分：精制煤沥青、焦化重油和洗油，其中，所述精制煤沥青、焦化重油和洗油的重量比为(6.00～6.80)：(0.07～0.20)：(3.00～3.93)，
所述精制煤沥青的喹啉不溶物含量不超过0.02％，残炭量为30～35％，
所述焦化重油的喹啉不溶物检测不出，残炭量低于2％；
述洗油的喹啉不溶物检测不出，残炭量低于0.5％其中，所述液体包覆油组合物是通过以下方法制备而成：
将精制煤沥青溶解后，在不超过90℃的温度下边搅拌边加入洗油，混匀后，加入焦化重油，混匀即可。
2.一种如权利要求1所述的液体包覆油组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将精制煤沥青溶解后，在不超过90℃的温度下边搅拌边加入洗油，混匀后，加入焦化重油，混匀即可。
3.一种如权利要求1所述的液体包覆油组合物在人造石墨改性中的用途。
4.一种利用权利要求1所述的液体包覆油组合物对人造石墨进行改性处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在人造石墨中加入液体包覆油组合物，常温下搅拌后，在900℃下的纯氧中进行炭化，过筛即可。
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