CN114497467B - 一种长循环高倍率石墨负极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长循环高倍率石墨负极材料及其制备方法和应用，该材料的制备方法包括以下步骤：将粘结剂进行破碎，与导电剂混合，熔融造粒，破碎，所得融合物与人造石墨混合，机械融合，炭化，在炭化产物表面沉积人造固体电解质界面膜，得到长循环高倍率石墨负极材料。本发明中，人造固体电解质界面膜能够有效阻止电解液与人造石墨的直接接触，以及抑制无定形碳包覆层的破裂，且通过直接与导电剂接触，提高了石墨负极材料的导电性能，改善了人造石墨的倍率和循环性能，获得了容量高、循环性能好、倍率性能好的长循环高倍率石墨负极材料，用于制备锂离子电池时，能够显著提高锂离子电池的循环寿命，有着很高的使用价值和很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于负极材料领域，涉及一种长循环高倍率石墨负极材料及其制备方法和应用。
背景技术
碳材料具有容量高、嵌/脱锂可逆性好、电位平台低以及循环性能优良等优点，是3C类电子产品的主要负极材料并且得到了广泛应用，并逐步拓展为电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)用电源。因此，开发和应用高性能电极材料是至关重要的。目前，锂离子电池主要以石墨类材料为负极材料，传统的石墨类负极材料在其循环过程中存在循环差、倍率性能差等问题。因此，开发一种高倍率人造石墨负极材料具有十分重要的意义。
为了提高人造石墨负极材料的倍率性能，通常是在人造石墨表面包覆一层包覆层材料(如无定形碳材料)。然而，包覆材料在循环过程中容易破裂，从而使得电解液会逐步渗透到石墨负极材料中，在此过程中，电解液会与不断暴露出来的石墨负极材料反应，因而会在石墨负极材料表面持续生成固体电解质界面(SEI)膜，消耗了大量的活性锂，且电解液会逐步渗透到这些未被有效包覆的石墨负极材料中，因而会破坏石墨负极材料的结构，导致容量持续衰减，最终导致倍率性能和循环性能恶化。
为了克服包覆材料在循环过程中容易破裂的问题，可在包覆材料层上包覆一层氧化物薄膜，但现有常规方法制得氧化物薄膜存在致密性不足，包覆厚度不均一，不能有效阻止包覆层的破裂，抑制电极液与石墨的副反应，而且会造成界面电荷转移阻抗增大，导致倍率性能和循环性能恶化。另外，氧化物薄膜的导电性差，也会造成电池极化增大，材料的倍率性能恶化。
因此，如何获得一种容量高、循环性能好、倍率性能好的长循环高倍率石墨负极材料，对于提高锂离子电池的循环寿命具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种容量高、循环性能好、倍率性能好的长循环高倍率石墨负极材料及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粘结剂进行破碎；
S2、将步骤S1中破碎后的粘结剂与导电剂混合，熔融造粒，破碎，得到粘结剂/导电剂的融合物；
S3、将步骤S2中得到的粘结剂和导电剂的融合物与人造石墨进行机械融合，得到表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨；
S4、将步骤S3中得到的表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨进行炭化，得到表面包覆有无定形碳和导电剂的人造石墨；
S5、在步骤S4中得到的人造石墨的表面沉积人造固体电解质界面膜，得到长循环高倍率石墨负极材料。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，所述粘结剂与导电剂的质量比为90～99∶1～10；所述粘结剂为石油沥青、煤沥青、中间相沥青、酚醛树脂、环氧树脂或石油树脂的一种或多种；所述导电剂为炭黑、乙炔黑、炉黑、科琴碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或多种。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，所述熔融造粒在密炼机或双螺杆挤出机中进行；所述熔融造粒过程中控制温度为50℃～400℃；所述熔融造粒过程中控制搅拌转速为20rpm～500rpm；所述熔融造粒过程中控制搅拌时间为10s～6h；所述破碎为将造粒后得到的物料破碎至粒度为3μm～50μm。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S3中，所述人造石墨、粘结剂/导电剂的融合物的质量比为70～99∶1～30。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S3中，所述人造石墨是以石油焦、沥青焦和同性焦中的至少一种为石墨化原料经石墨化后制备得到；所述石墨化原料在使用之前还包括以下处理：将石墨化原料碎至粒度为3μm～10μm。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S3中，所述机械融合过程中控制转速为100rpm～2000rpm；所述机械融合的时间为5min～30min。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S3中，人造石墨、粘结剂/导电剂的融合物的质量比为90～97∶3～10。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述破碎为将粘结剂破碎至粒度为3μm～50μm。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S4中，所述炭化在惰性气体保护进行；所述炭化的温度为600℃～1300℃；所述炭化的时间为5h～20h。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S5中，采用原子层沉积技术沉积人造固体电解质界面膜；所述人造固体电解质界面膜的厚度为1nm～500nm；所述人造固体电解质界面膜为纳米氧化铝薄膜。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S5中，所述人造固体电解质界面膜的厚度为10nm～100nm。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种长循环高倍率石墨负极材料，所述长循环高倍率石墨负极材料由上述的制备方法制备得到。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的长循环高倍率石墨负极材料在制备锂离子电池中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，先将粘结剂破碎，增强粘结剂与导电剂的混合均匀性，然后将粘结剂与导电剂的混合物熔融，使导电剂均匀分散在粘结剂中，造粒、破碎，获得包含粘结剂/导电剂的融合物；进而将所得包含粘结剂和导电剂的融合物与人造石墨混合，通过机械融合使粘结剂和导电剂均匀的包覆在人造石墨表面；经炭化后，粘结剂转化为无定形碳形成无定形碳包覆层并包覆在人造石墨表面，在此过程中导电剂均匀镶嵌在包覆层中，用于构筑导电网络；最后在无定形碳包覆层表面沉积人造固体电解质界面膜，从而在人造石墨表面形成双包覆层。本发明中，人造固体电解质界面膜能够有效阻止电解液与人造石墨的直接接触，以及抑制无定形碳包覆层的破裂，其中，人造固体电解质界面膜直接与导电剂接触，提高了石墨负极材料的导电性能，改善了人造石墨的倍率和循环性能。与现有常规天然石墨负极材料相比，本发明制备方法制备的长循环高倍率石墨负极材料，具有容量高、循环性能好、倍率性能好等优点，同时将该长循环高倍率石墨负极材料制成工作电极用于制备锂离子电池时，能够显著提高锂离子电池的循环寿命，有着很高的使用价值和很好的应用前景。
(2)本发明制备方法中，利用原子层沉积技术(ALD)能够制备得到致密性好、包覆厚度均一的人造固体电解质界面膜，通过将该人造固体电解质界面膜包覆在无定形碳包覆层表面，能够更加有效的抑制无定形碳包覆层的破裂，使界面电荷转移阻抗减小，从而更加有利于提高石墨负极材料的倍率性能和循环性能。
(3)本发明制备方法中，人造固体电解质界面膜优选为纳米氧化铝薄膜，且优化了人造固体电解质界面膜的厚度为1nm～500nm，进一步优选为10nm～100nm，通过优化人造固体电解质界面膜的类型和厚度，更加有利于提高石墨负极材料的倍率性能和循环性能，提高石墨负极材料的循环寿命。如人造固体电解质界面膜的厚度过薄，纳米氧化铝薄膜不能有效抑制无定形碳包覆层破裂；而厚度过厚，导致界面电荷转移阻抗增大，导致倍率性能恶化，最终不利于获得倍率性能和循环性能较好的石墨负极材料。
(4)本发明制备方法，具有工艺简单、操作方便、成本低廉、能耗低等优点，适合于大规制备，利于工业化应用。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。
图1为本发明实施例1中长循环高倍率石墨负极材料的制备流程图。
图2为本发明实施例1中制得的长循环高倍率石墨负极材料的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中，若无特别说明，所采用的工艺为常规工艺，所采用的设备为常规设备，且所得数据均是三次以上试验的平均值。
实施例
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粘结剂进行破碎。本发明中，采用的粘结剂为石油沥青、煤沥青、中间相沥青、酚醛树脂、环氧树脂或石油树脂的一种或多种，但不仅限于此，任何能够制备无定形碳包覆层的粘结剂均能用于本发明；将粘结剂破碎至平均粒度为3μm～50μm，但不仅限于此，任何有利于提高混合均匀性的破碎粒度均能用于本发明。
S2、将步骤S1中破碎后的粘结剂与导电剂混合，熔融造粒，破碎，得到粘结剂/导电剂的融合物。本发明中，粘结剂与导电剂的质量比为90～99∶1～10，但不仅限于此，任何能够制备长循环高倍率石墨负极材料的质量比均能用于本发明；导电剂为炭黑、乙炔黑、炉黑、科琴碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或多种，但不仅限于此，任何能够构建导电网络的导电剂均能用于本发明；熔融造粒在密炼机或双螺杆挤出机中进行，且熔融造粒过程中控制温度为50℃～400℃，搅拌转速为20rpm～500rpm，搅拌时间为10s～6h；破碎为将造粒后得到的物料破碎至粒度为3μm～50μm。
S3、将步骤S2中得到的粘结剂和导电剂的融合物与人造石墨进行机械融合，得到表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨。本发明中，人造石墨、粘结剂/导电剂的融合物的质量比为70～99∶1～30，进一步优选为90～97∶3～10，但并不仅限于此，任何能够提高石墨负极材料容量、倍率性能和循环性能的质量比均可用于发明；人造石墨是以石油焦、沥青焦和同性焦中的至少一种为石墨化原料经石墨化后制备得到，石墨化原料在使用之前还包括以下处理：将石墨化原料碎至粒度为3μm～10μm；机械融合过程中控制转速为100rpm～2000rpm，时间为5min～30min。
S4、将步骤S3中得到的表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨进行炭化，得到表面包覆有无定形碳和导电剂的人造石墨。本发明中，炭化在惰性气体(如氩气、氮气等)保护下进行，温度为600℃～1300℃，时间为5h～20h。
S5、在步骤S4中得到的人造石墨的表面沉积人造固体电解质界面膜，得到长循环高倍率石墨负极材料。本发明中，采用原子层沉积技术沉积得到致密性好、包覆厚度均一的人造固体电解质界面膜，且人造固体电解质界面膜的厚度为1nm～500nm，进一步优选为10nm～100nm；人造固体电解质界面膜为纳米氧化铝薄膜。本发明中，人造固体电解质界面膜能够有效阻止电解液与人造石墨的直接接触，以及抑制无定形碳包覆层的破裂，其中，人造固体电解质界面膜直接与导电剂接触，提高了石墨负极材料的导电性能，改善了人造石墨的倍率和循环性能
进一步的，本发明还提供了一种长循环高倍率石墨负极材料，由上述的制备方法制备得到。本发明中，长循环高倍率石墨负极材料包括人造石墨，人造石墨表面从内向外依次包覆有无定形碳包覆层和人造固体电解质界面膜层，其中无定形碳包覆层中均匀分散有导电剂，人造石墨与人造固体电解质界面膜层之间通过导电剂连接，构建导电网络。
进一步的，本发明还提供了一种上述的长循环高倍率石墨负极材料在制备锂离子电池中的应用。
实施例1
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，其制备流程图如图1所示，包括以下步骤：
(1)将石油焦破碎到平均粒度为8μm，石墨化，得到平均粒度为8μm的人造石墨。
(2)将煤沥青破碎到平均粒度为3μm，然后按照煤沥青和乙炔黑的质量比为90∶10，将破碎后的煤沥青与乙炔黑混合均匀，所得混合物加入到密炼机中，加热温度到250℃，在转速为50rpm下搅拌2h，造粒，冷却至室温，将物料破碎到平均粒度为5μm，得到煤沥青/乙炔黑的融合物，即为粘结剂/导电剂的融合物。
(3)按照人造石墨、煤沥青/乙炔黑的融合物的质量比为96∶4，将步骤(1)中得到的人造石墨与步骤(2)中得到的煤沥青/乙炔黑的融合物混合均匀，将所得混合物加入到机械融合机中，在转速为500rpm下进行机械融合10min，使煤沥青和乙炔黑的融合物包覆在人造石墨表面，得到表面包覆有煤沥青和乙炔黑的人造石墨，即为表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨。
(4)将步骤(3)中机械融合后得到的物料(表面包覆有煤沥青和乙炔黑的人造石墨)在惰性气体的保护下放置到炭化炉中，在温度为1150℃下炭化烧结20h，在此过程中，煤沥青转化为无定形碳，与乙炔黑一起包覆在人造石墨表面，得到无定形碳包覆的人造石墨，其中乙炔黑均匀分散在无定形碳包覆层中，构建导电网络，即为表面包覆有无定形碳和导电剂的人造石墨。
(5)利用原子层沉积技术(ALD)在步骤(4)中得到的人造石墨表面沉积纳米氧化铝薄膜，其中纳米氧化铝薄膜的厚度为50nm，除磁筛分，得到长循环高倍率石墨负极材料。
如图2所示，本实施例中，制得的长循环高倍率石墨负极材料包括人造石墨，人造石墨表面从内向外依次包覆有无定形碳包覆层和纳米氧化铝薄膜层(人造固体电解质界面膜)，其中无定形碳包覆层中均匀分散有乙炔黑(导电剂)，人造石墨与纳米氧化铝薄膜层之间通过乙炔黑(导电剂)连接，构建导电网络。
本实施例中，制得的长循环高倍率石墨负极材料的D50为10.6μm，比表面积为1.3m2/g。
一种长循环高倍率石墨负极材料在制备锂离子电池中的应用，具体为将长循环高倍率石墨负极材料制成锂离子电池的工作电极并组装成扣式电池，包括以下步骤：
按照质量比为96.5︰1.5︰2，将实施例1中制得的长循环高倍率石墨负极材料、CMC及SBR混合均匀，制成浆料，涂布在铜箔上，经过干燥、辊压和冲孔制成工作电极。扣式电池组装在充满氩气的手套箱中进行，以金属锂箔为对电极，隔膜为聚乙/丙烯复合微孔膜，电解液为1M LiPF6/(EC：EMC)(3︰7)。
一种长循环高倍率石墨负极材料在制备锂离子电池中的应用，具体为将长循环高倍率石墨负极材料制成锂离子电池的工作电极并组装成全电池，包括以下步骤：
按照质量比为95︰1.5︰1.5︰2，将长循环高倍率石墨负极材料、导电剂(SP)、CMC和SBR混合，涂覆于铜箔，获得负极极片。按照质量比为96.5︰2︰1.5，将正极活性物质LiCoO2、导电剂(SP)、PVDF混合均匀后涂覆于铝箔，获得正极极片。电解液为1mol/L LiPF6+EC+EMC，隔膜为聚乙/丙烯复合微孔膜。将它们组装成电池。
扣式电池的电化学性能测试在电池测试仪上进行，充放电倍率为0.1C，电压范围在0.005-2V之间，如表1所示。
以1C的倍率进行常温充放电，电压范围3.0～4.2V，测试全电池的循环性能，如表1所示。
1C和5C进行倍率充电性能测试，如表1所示。
结果表明：由实施例1中制得的长循环高倍率石墨负极材料组装而成的扣式电池，首次脱锂容量为350.8mAh/g，库伦效率为93.6％；由实施例1中制得的长循环高倍率石墨负极材料组装而成的全电池，室温1C循环500周容量保持率最高为94.5％，5C/1C的充电容量保持率为84.8％。
对比例1
一种石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石油焦破碎到平均粒度为8μm，石墨化，得到平均粒度为8μm的人造石墨。
(2)将煤沥青破碎到平均粒度为3μm，然后按照人造石墨、煤沥青、乙炔黑的质量比为96∶3.6∶0.4，将破碎后的煤沥青与乙炔黑、步骤(1)中的人造石墨混合均匀，所得混合物加入到融合机中，在转速为500rpm下进行机械融合10min，得到表面包覆有煤沥青和乙炔黑的人造石墨,。
(3)将步骤(2)中得到的物料(表面包覆有煤沥青和乙炔黑的人造石墨)在惰性气体的保护下放置到炭化炉中，在温度为1150℃下炭化烧结20h，得到无定形碳和乙炔黑包覆的人造石墨。
(4)利用原子层沉积技术(ALD)在步骤(3)中得到的人造石墨表面沉积纳米氧化铝薄膜，其中纳米氧化铝薄膜的厚度为50nm，除磁筛分，得到石墨负极材料。
将对比例1中制得的石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
对比例2
一种石墨负极材料的制备方法，与实施例1制备相同，区别仅在于：对比例2中省略步骤(5)，不进行纳米氧化铝薄膜的沉积。
将对比例2中制得的石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例2
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例2的步骤(2)中，煤沥青和乙炔黑的质量比为95∶5。
将实施例2中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例3
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例3的步骤(2)中，煤沥青和乙炔黑的质量比为99∶1。
将实施例3中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例4
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例4的步骤(3)中，人造石墨、煤沥青与乙炔黑的融合物的质量比为70∶30。
将实施例4中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例5
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例5的步骤(3)中，人造石墨、煤沥青与乙炔黑的融合物的质量比为90∶10。
将实施例5中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例6
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例6的步骤(3)中，人造石墨、煤沥青与乙炔黑的融合物的质量比为99∶1。
将实施例6中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例7
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例7的采用的粘结剂为酚醛树脂，导电剂为石墨烯。
将实施例7中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例8
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例8的采用的粘结剂为石油沥青，导电剂为碳纤维。
将实施例8中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例9
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例9的步骤(5)中纳米氧化铝薄膜的厚度为1nm。
将实施例9中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例10
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例10的步骤(5)中纳米氧化铝薄膜的厚度为10nm。
将实施例10中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例11
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例11的步骤(5)中纳米氧化铝薄膜的厚度为100nm。
将实施例11中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
实施例12
一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：实施例12的步骤(5)中纳米氧化铝薄膜的厚度为500nm。
将实施例12中制得的长循环高倍率石墨负极材料，按照实施例1中的方法制成扣式电池和全电池，电化学性能结果如表1所示。
表1不同石墨负极材料制成的扣式电池和全电池的电化学性能测试结果
由上述表1中的结果可知，本发明中，纳米氧化铝薄膜能够有效阻止电解液与人造石墨的直接接触，以及抑制无定形碳包覆层的破裂，其中，纳米氧化铝薄膜直接与导电剂接触，提高了石墨负极材料的导电性能，改善了人造石墨的倍率和循环性能。与现有常规天然石墨负极材料相比，本发明制备的长循环高倍率石墨负极材料，具有容量高、循环性能好、倍率性能好等优点，同时将该长循环高倍率石墨负极材料制成工作电极用于制备锂离子电池时，能够显著提高锂离子电池的循环寿命，有着很高的使用价值和很好的应用前景。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种长循环高倍率石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将粘结剂进行破碎；
S2、将步骤S1中破碎后的粘结剂与导电剂混合，熔融造粒，破碎，得到粘结剂/导电剂的融合物；所述熔融造粒在密炼机或双螺杆挤出机中进行；所述熔融造粒过程中控制温度为50℃～400℃；所述熔融造粒过程中控制搅拌转速为20rpm～500rpm；
S3、将步骤S2中得到的粘结剂和导电剂的融合物与人造石墨进行机械融合，得到表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨；
S4、将步骤S3中得到的表面包覆有粘结剂和导电剂的人造石墨进行炭化，得到表面包覆有无定形碳和导电剂的人造石墨；
S5、在步骤S4中得到的人造石墨的表面沉积人造固体电解质界面膜，得到长循环高倍率石墨负极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述粘结剂与导电剂的质量比为90～99∶1～10；所述粘结剂为石油沥青、煤沥青、中间相沥青、酚醛树脂、环氧树脂或石油树脂的一种或多种；所述导电剂为炭黑、乙炔黑、炉黑、科琴碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述熔融造粒过程中控制搅拌时间为10s～6h；所述破碎为将造粒后得到的物料破碎至粒度为3μm～50μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述人造石墨、粘结剂/导电剂的融合物的质量比为70～99∶1～30；
所述人造石墨是以石油焦、沥青焦和同性焦中的至少一种为石墨化原料经石墨化后制备得到；所述石墨化原料在使用之前还包括以下处理：将石墨化原料碎至粒度为3μm～10μm；
所述机械融合过程中控制转速为100rpm～2000rpm；所述机械融合的时间为5min～30min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，人造石墨、粘结剂/导电剂的融合物的质量比为90～97∶3～10。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述破碎为将粘结剂破碎至粒度为3μm～50μm；
步骤S4中，所述炭化在惰性气体保护进行；所述炭化的温度为600℃～1300℃；所述炭化的时间为5h～20h。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，采用原子层沉积技术沉积人造固体电解质界面膜；所述人造固体电解质界面膜的厚度为1nm～500nm；所述人造固体电解质界面膜为纳米氧化铝薄膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述人造固体电解质界面膜的厚度为10nm～100nm。
9.一种长循环高倍率石墨负极材料，其特征在于，所述长循环高倍率石墨负极材料由权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的长循环高倍率石墨负极材料在制备锂离子电池中的应用。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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