CN1314150C - 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 - Google Patents
一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1314150C CN1314150C CNB2004100152195A CN200410015219A CN1314150C CN 1314150 C CN1314150 C CN 1314150C CN B2004100152195 A CNB2004100152195 A CN B2004100152195A CN 200410015219 A CN200410015219 A CN 200410015219A CN 1314150 C CN1314150 C CN 1314150C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- natural graphite
- negative electrode
- electrode material
- heat treatment
- cell negative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 102220043159 rs587780996 Human genes 0.000 claims description 6
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法，它属于锂离子电池用负极材料及制备技术领域，它的原料包括固定碳含量为99.9%以上的球形天然石墨和高软化点沥青；球形天然石墨颗粒的平均粒径为D50＝8～35μm，振实密度大于0.85g/cc；将高软化点沥青破碎至2微米以下；然后按0.1～3.0∶10的重量比例混合过高软化点沥青和天然石墨，将混合后的粉体装入坩锅进行热处理，热处理温度为950～1350度，处理时间为1～20小时，热处理过程中通入惰性气体。本发明设备投入少，工艺简单；本发明的首次放电容量大于350mAh/g，首次充放电效率大于92%，均优于现有技术中的同类产品。
Description
技术领域：
本发明涉及一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法，它属于锂离子电池用负极材料及制备技术领域。
背景技术：
锂离子电池用负极材料现在主要用人造石墨，包括中间相炭微球和以电炭厂残次电炭为原料经简单加工制成的普通人造石墨粉。中间相炭微球生产成本高，克容量低，一般为310mAh/g；以电炭厂残次电炭为原料经简单加工制成的普通人造石墨粉生产成本低，克容量更低，一般为280mAh/g，这两种产品普遍存在性能价格比低的缺陷。天然石墨原材料价格低，理论克容量可以达到372mAh/g，因此已经被作为了锂离子电池用负极材料。但是由于天然石墨存在比表面高，首次效率低等问题，不能直接应用在锂离子电池中，因此必须进行改性处理。通常的改性方法包括气相法和液相法两种。气相法改性虽然能够较好地提高改性后天然石墨的首次效率，但设备投入大，如中国专利第02100442.0号中所公开的锂离子电池负极材料及其制造方法。液相法改性投入少，但是工艺复杂，改性后的天然石墨一致性差，如中国专利第99107435.1号中所公开的高容量锂离子电池负极材料的制备方法。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种具有投入少，工艺简单，改性后的天然石墨一致性好的改性天然石墨电池负极材料及制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种改性天然石墨电池负极材料，它包括固定碳含量为99.9％以上的球形天然石墨和过渡载体沥青；所述的天然石墨和过渡载体沥青的重量成分比例为：0.1～3.0∶10；过渡载体沥青为高软化点沥青，其软化点为210～295度。
所述的球形天然石墨的颗粒为球形，其平均粒径为D50＝8～35μm，振实密度：大于0.85g/ml。
所述的球形天然石墨的颗粒的平均粒径为D50＝10～28μm。
所述的高软化点沥青的软化点为215～285度。
一种用于制备权利要求1中所述的改性天然石墨电池负极材料的制备方法，它包括以下的工艺步骤：
a.过渡载体粉碎：
将过渡载体高软化点沥青进行破碎至2微米以下。
b.混合
先将过渡载体高软化点沥青与固定碳含量在99.9％以上的球形天然石墨以重量配比0.1～3.0∶10进行混合；达到均匀即可。
c.热处理
将混合后的粉体投入高温炉子进行热处理，热处理温度为950～1350度，处理时间为1～20小时，热处理过程中通入氮气或氩气等惰性气体。
d.后处理
将热处理后的粉体进行过筛处理，筛网目数为100～450目。
本发明的进一步的技术方案中的参数如下：
高软化点沥青与固定碳含量99.9％以上的球形天然石墨的重量配比为0.5～2.0∶10；高软化点沥青的软化点为215～285度；所述的球形天然石墨的颗粒的平均粒径为D50＝10～28μm；热处理温度为1000～1300度，热处理时间为2～10小时；所述的过筛处理过程中的筛网目数为150～350目
本发明提供了一种适合工业化大生产的具有性价比较高的能够适用于商业应用的锂离子电池负极材料及其制备方法。本发明设备投入少，工艺简单；通过对所得改性天然石墨按常规锂离子电池负极评价方法检测，可以达到如下结果：首次放电容量大于350mAh/g，首次充放电效率大于92％，均优于现有技术中的同类产品。
具体实施方式：
实施例1：首先选择球形天然石墨，其平均粒径为D50＝20μm，振实密度＝0.95g/ml，过渡载体为高软化点沥青，其软化点为250度；然后进行破碎，破碎至2微米以下。将高软化点沥青与固定碳含量99.9％以上的球形天然石墨以配比1∶10的重量比进行混合；分布达到均匀即可。将混合后的粉体投入高温炉子进行热处理，热处理温度为1000度，处理时间为6小时，热处理过程中通入氮气。在热处理过程中也可以用氩气或其他的惰性气体代替氮气。将热处理后的粉体进行过筛处理，筛网目数为200目；将过筛处理后的粉体按要求使用重量包装。
按常规锂离子电池负极评价方法检测，可以得到如下结果：首次放电容量350mAh/g，首次充放电效率92％
实施例2：
在本实施例中，所使用的过渡载体沥青即高软化点沥青的软化点为240度；所述的沥青与固定碳含量99.9％以上的球形天然石墨的重量配比为1.1∶10；所述的球形天然石墨的颗粒的平均粒径为22μm；热处理温度1250度，热处理时间为7小时；在热处理过程中通入氩气。
本实施例的其他部分与实施例1完全相同。
按常规锂离子电池负极评价方法检测，可以得到如下结果：首次放电容量359mAh/g，首次充放电效率91％
Claims (8)
1、一种改性天然石墨电池负极材料，其特征在于它包括固定碳含量为99.9％以上的球形天然石墨和过渡载体沥青；所述的天然石墨和过渡载体沥青的重量成分比例为：0.1～3.0∶10；过渡载体沥青为高软化点沥青，其软化点为210～295度。
2、如权利要求1中所述的改性天然石墨电池负极材料，其特征在于所述的球形天然石墨的颗粒为球形，其平均粒径为D50＝8～35μm，振实密度：大于0.85g/ml。
3、如权利要求1中所述的改性天然石墨电池负极材料，其特征在于所述的天然石墨和高软化点沥青的重量成分比例为0.5～2.0∶10。
4、如权利要求1中所述的改性天然石墨电池负极材料，其特征在于所述的球形天然石墨的颗粒的平均粒径为D50＝10～28μm。
5、如权利要求3中所述的改性天然石墨电池负极材料，其特征在于所述的高软化点沥青的软化点为215～285度。
6、一种用于制备权利要求1中所述的改性天然石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于它包括以下的工艺步骤：
a.过渡载体粉碎：
将过渡载体高软化点沥青进行破碎至2微米以下；
b.混合
先将过渡载体高软化点沥青与固定碳含量在99.9％以上的球形天然石墨以重量配比0.1～3.0∶10进行混合；达到均匀即可；
c.热处理
将混合后的粉体投入高温炉子进行热处理，热处理温度为950～1350度，处理时间为1～20小时，热处理过程中通入氮气或氩气等惰性气体；
d.后处理
将热处理后的粉体进行过筛处理，筛网目数为100～450目。
7、如权利要求6中所述的改性天然石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于所述的热处理温度为1000～1300度，热处理时间为2～10小时。
8、如权利要求7中所述的改性天然石墨电池负极材料的制备方法，其特征在于所述的过筛处理过程中的筛网目数为150～350目。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100152195A CN1314150C (zh) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100152195A CN1314150C (zh) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1649192A CN1649192A (zh) | 2005-08-03 |
| CN1314150C true CN1314150C (zh) | 2007-05-02 |
Family
ID=34867969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100152195A Expired - Lifetime CN1314150C (zh) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1314150C (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4802595B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2011-10-26 | 中央電気工業株式会社 | 非水系二次電池用負極材料に適した炭素粉末 |
| CN101335344B (zh) * | 2007-06-29 | 2010-11-24 | 河南环宇集团有限公司 | 改性天然石墨锂离子电池负极材料及其制造方法和用途 |
| CN103199251B (zh) * | 2013-03-05 | 2016-08-10 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池用负极材料及其制备方法 |
| CN104425826B (zh) * | 2013-09-11 | 2018-11-09 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种改性锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN106252625B (zh) * | 2016-08-26 | 2022-06-07 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种ev用锂离子电池石墨负极材料的制备方法 |
| CN109860524A (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 宝武炭材料科技有限公司 | 一种固体沥青低温包覆制备负极材料的方法 |
| CN108199026B (zh) * | 2018-01-05 | 2020-11-03 | 青岛科硕新材料科技有限公司 | 动力电池负极材料的制备方法及该方法制得的负极材料 |
| CN108565461B (zh) * | 2018-01-05 | 2020-08-25 | 青岛科硕新材料科技有限公司 | 电池负极材料、其制备方法及由该材料制得的电池负极 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1228619A (zh) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | 三星电管株式会社 | 负极活性材料及其制备方法和使用其的锂二次电池 |
| JP2003100292A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Osaka Gas Chem Kk | 負極用炭素材料及びその製造方法、並びにこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| JP2003176115A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-24 | Adchemco Corp | 黒鉛粉末の製造方法、黒鉛粉末およびリチウムイオン二次電池 |
-
2004
- 2004-01-19 CN CNB2004100152195A patent/CN1314150C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1228619A (zh) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | 三星电管株式会社 | 负极活性材料及其制备方法和使用其的锂二次电池 |
| JP2003100292A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Osaka Gas Chem Kk | 負極用炭素材料及びその製造方法、並びにこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| JP2003176115A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-24 | Adchemco Corp | 黒鉛粉末の製造方法、黒鉛粉末およびリチウムイオン二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1649192A (zh) | 2005-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1314150C (zh) | 一种改性天然石墨电池负极材料及制备方法 | |
| CN112661148B (zh) | 复合石墨负极材料及其制备方法和应用、锂离子电池 | |
| CN114597361A (zh) | 一种锂离子电池用人造石墨复合负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN102227020A (zh) | 一种用于锂离子电池改性石墨负极材料的制备方法 | |
| CN103214245A (zh) | 一种碳/碳复合微球材料、生产方法及锂离子电池 | |
| CN113526500B (zh) | 一种高性能人造石墨负极材料的制备方法 | |
| CN113666368B (zh) | 一种人造石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN102263245A (zh) | 球形多孔锂离子电池复合负极材料的制备方法 | |
| CN115432698B (zh) | 碳素二次颗粒及其制备方法、人造石墨及其制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池 | |
| CN102354745A (zh) | 锂离子电池负极材料的制造方法及其制备的锂离子电池负极材料 | |
| CN107437613B (zh) | 一种微晶石墨-硬碳复合负极材料的制备方法 | |
| CN1741301A (zh) | 锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的制备方法 | |
| CN103311521A (zh) | 一种表面改性石墨负极材料及其制备方法和用途 | |
| CN101853935A (zh) | 制备锂离子电池负极材料的方法 | |
| CN111453721A (zh) | 锂离子电池专用广域片状结构负极材料的制备方法及装置 | |
| CN219156517U (zh) | 一种制备锂离子电池用人造石墨负极材料的装置 | |
| CN1207803C (zh) | 锂离子电池用的球形锰酸锂正极材料的制备方法 | |
| CN1290937C (zh) | 炭素粉的生产制造方法 | |
| CN109638266B (zh) | 一种碳包覆硒铟锂材料及其制备方法与应用 | |
| CN113363466A (zh) | 一种基于坩埚碎料的低成本石墨负极材料及其制备方法 | |
| US11322741B2 (en) | Silicon powder for use in anodes for lithium-ion batteries and method for production of silicon powder | |
| CN112794319A (zh) | 一种焦煤基高倍率石墨负极材料的制备方法 | |
| CN112768666A (zh) | 一种锂离子电池硅碳负极材料及其制备工艺和设备 | |
| CN112645333A (zh) | 一种纳米硅粉制备方法、制得的纳米硅粉及用途 | |
| CN218731043U (zh) | 一种自粘结性焦制备硅碳负极材料的生产装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN JINRUN ENERGY MATERIAL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHEN WENJIE Effective date: 20080229 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20080229 Address after: Guangming Street, Baoan District, Guangdong Province, Shenzhen Guangming Guangming Industrial Park, 2, 1 and 2 building on the west side Patentee after: SHENZHEN KINGRUNNING ENERGY MATERIALS Co.,Ltd. Address before: Guangdong Province, Shenzhen City, Nanshan District science and Technology Park Keyuan Garden District 36 building 13, No. 701 Patentee before: Chen Wenjie |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190722 Address after: 628000 Guangyuan Economic and Technological Development Zone, Guangyuan City, Sichuan Province, Area B of Yuanjiaba Industrial Park (221 Binjiang Road) Patentee after: SICHUAN JINTAINENG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 518107 Guangming Street, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN KINGRUNNING ENERGY MATERIALS Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201201 Address after: 610000 no.6668-179, Section 2, Qingquan Avenue, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee after: Sichuan jinhuineng New Material Co.,Ltd. Patentee after: SHENZHEN KINGRUNNING ENERGY MATERIALS Co.,Ltd. Patentee after: SICHUAN JINTAINENG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 628000 Guangyuan Economic and Technological Development Zone, Guangyuan City, Sichuan Province, Area B of Yuanjiaba Industrial Park (221 Binjiang Road) Patentee before: SICHUAN JINTAINENG NEW MATERIAL Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070502 |