化熱處理。
[0029] 實施例8 一種各向同性石墨負極材料，包括有內(nèi)核、第一包覆層、第二包覆層層、第三包覆層和 第四包覆層，該內(nèi)核為各向同性石墨顆粒，其粒度為20 μ m，內(nèi)核由下列重量份的原料制成： 炭素材料初始顆粒85、改質(zhì)瀝青顆粒23,所述改質(zhì)瀝青顆粒的軟化點為180°C左右，析焦 值為63%左右；該第一包覆層為包覆劑，包覆劑用瀝青和/或煤焦油構(gòu)成，第一包覆層的包 覆量為整個負極材料質(zhì)量的8% ;該第二包覆層層為非石墨碳材料，其包覆量為整個負極材 料的14% ;該第三包覆層為由粒度1. 6 μπι左右多核石墨顆粒經(jīng)粘結(jié)劑粘結(jié)包覆形成，總包 覆量為整個負極材料質(zhì)量的17%，所述多核石墨顆粒為各向同性焦，此各向同性焦的長短徑 比為1. 15左右，揮發(fā)分為14%左右，所述粘結(jié)劑為樹脂類或瀝青類粘結(jié)劑；該第四包覆層為 樹脂類包覆層，第四包覆層的包覆量為整個負極材料的3. 8%。
[0030] 制備時，包括有以下步驟 (1) 制備各向同性石墨顆粒：將炭素材料初始顆粒與改質(zhì)瀝青顆?；旌?，得一種所述炭 素材料初始顆粒為連續(xù)相、所述改質(zhì)瀝青顆粒為分散相的混合粉體；接著，對混合粉體進行 溫等靜壓處理，然后去除未被所述改質(zhì)瀝青粘結(jié)的所述炭素材料初始顆粒，接著，依次進行 下述熱處理：不熔化處理、炭化處理以及石墨化處理； (2) -次包覆：將各向同性石墨顆粒、包覆劑以及溶劑在280°C下攪拌混合均勻，然后 抽真空，脫除溶劑；然后，將所得產(chǎn)物首先置于排膠爐中，在惰性保護氣氛，500°C下處理25 小時；再于惰性保護氣氛，1300°C炭化16小時； (3) 二次包覆：將步驟（2)中所得的物料進行機械融合處理，然后進行碳源包覆處理， 接著進行各向同性加壓處理，然后高溫燒結(jié)； (4) 三次包覆：將多核石墨顆粒、粘結(jié)劑以及步驟（3)所得的物料置于混合機中，在 140r/min的轉(zhuǎn)速下混合116min，得到混合乳狀液；然后，將混合乳狀液于融合機中，在 1600r/min的轉(zhuǎn)速，融合溫度為85°C的條件下融合150min，得到融合體；接著，在惰性氣體 保護下，將融合體置于高溫爐中以17°C/min升溫至650°C炭化處理7.3h，然后以18°C/ min的降溫速度冷卻至室溫； (5) 將樹脂和步驟（4)所得的物料置于混合機中，在1750r/min的轉(zhuǎn)速，融合溫度為 78°C的條件下融合19min，再在2750°C下進行石墨化熱處理。
[0031] 對比例1 使用瀝青作為包覆材料獲得的普通石墨材料。
[0032] 對比例2 使用酚醛樹脂作為包覆材料獲得的普通石墨材料。
[0033] 下面對前述各個實施例和對比例進行電化學性能測試： 為檢測本發(fā)明一種各向同性石墨負極材料的性能，用半電池測試方法測試，用以上實 施例和對比例的負極材料：SBR(固含量50%) : CMC : Super-p = 95.5 : 2 : L5 : 1(重 量比），加適量去離子水調(diào)和成漿狀，涂布于銅箱上并于真空干燥箱內(nèi)干燥12小時制成 負極片，電解液為lMLiPF6/EC+DEC+DMC=l:l:l，聚丙烯微孔膜為隔膜，對電極為 鋰片，組裝成電池。在LAND電池測試系統(tǒng)進行恒流充放電實驗，充放電電壓限制在0. 01~ 3. 0 V，用計算機控制的充放電柜進行數(shù)據(jù)的采集及控制，得到的數(shù)據(jù)如下表1所示。
[0034] 表1列出了不同實施例和對比例的負極材料性能比較。
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[0035] 從表1可以看出，所制備出的一種各向同性石墨負極材料，擁有優(yōu)良的容量性能、 循環(huán)性能與倍率充放電性能、首次充放電效率。
[0036] 以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I域的技術 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種各向同性石墨負極材料，其特征在于：包括有內(nèi)核、第一包覆層、第二包覆層 層、第三包覆層和第四包覆層，該內(nèi)核為各向同性石墨顆粒，其粒度為10~25 ym，內(nèi)核由 下列重量份的原料制成：炭素材料初始顆粒50~100、改質(zhì)瀝青顆粒10~25 ;該第一包覆 層為包覆劑，包覆劑用瀝青和/或煤焦油構(gòu)成，第一包覆層的包覆量為整個負極材料質(zhì)量 的5%~9% ;該第二包覆層層為非石墨碳材料，其包覆量為整個負極材料的10%~15% ;該第 三包覆層為由粒度I ym~2 ym多核石墨顆粒經(jīng)粘結(jié)劑粘結(jié)包覆形成，總包覆量為整個負 極材料質(zhì)量的12%~19% ;該第四包覆層為樹脂類包覆層，第四包覆層的包覆量為整個負極 材料的2%~4%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向同性石墨負極材料，其特征在于：所述改質(zhì)瀝青顆 粒的軟化點為130°C~200°C，析焦值為56%~65%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向同性石墨負極材料，其特征在于：所述多核石墨顆 粒為各向同性焦，此各向同性焦的長短徑比為0. 8~1. 2,揮發(fā)分為11%~16%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向同性石墨負極材料，其特征在于：所述粘結(jié)劑為樹 脂類或瀝青類粘結(jié)劑。5. -種如權(quán)利要求1至4任一項所述的一種各向同性石墨負極材料的制備方法，其特 征在于：包括有以下步驟 (1) 制備各向同性石墨顆粒：將炭素材料初始顆粒與改質(zhì)瀝青顆?；旌?，得一種所述炭 素材料初始顆粒為連續(xù)相、所述改質(zhì)瀝青顆粒為分散相的混合粉體；接著，對混合粉體進行 溫等靜壓處理，然后去除未被所述改質(zhì)瀝青粘結(jié)的所述炭素材料初始顆粒，接著，依次進行 下述熱處理：不熔化處理、炭化處理以及石墨化處理； (2) -次包覆：將各向同性石墨顆粒、包覆劑以及溶劑在150~300°C下攪拌混合均 勻，然后抽真空，脫除溶劑；然后，將所得產(chǎn)物首先置于排膠爐中，在惰性保護氣氛，400~ 550°C下處理10~30小時；再于惰性保護氣氛，1000~1400°C炭化10~20小時； (3) 二次包覆：將步驟（2)中所得的物料進行機械融合處理，然后進行碳源包覆處理， 接著進行各向同性加壓處理，然后高溫燒結(jié)； (4) 三次包覆：將多核石墨顆粒、粘結(jié)劑以及步驟（3)所得的物料置于混合機中，在 100~150r/min的轉(zhuǎn)速下混合100~120min，得到混合乳狀液；然后，將混合乳狀液于融合 機中，在1200~1800r/min的轉(zhuǎn)速，融合溫度為50~100°C的條件下融合100~160min， 得到融合體；接著，在惰性氣體保護下，將融合體置于高溫爐中以10~20°C /min升溫至 600~700°C炭化處理5~8h，然后以10~20°C /min的降溫速度冷卻至室溫； (5) 將樹脂和步驟（4)所得的物料置于混合機中，在1300~1800r/min的轉(zhuǎn)速，融合 溫度為50~80°C的條件下融合10~20min，再在2400~2800°C下進行石墨化熱處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種各向同性石墨負極材料及其制備方法，負極材料包括有內(nèi)核、第一包覆層、第二包覆層層、第三包覆層和第四包覆層，該內(nèi)核為各向同性石墨顆粒，其粒度為10～25μm，內(nèi)核由下列重量份的原料制成：炭素材料初始顆粒？50～100、改質(zhì)瀝青顆粒10～25；該第一包覆層為包覆劑，該第二包覆層層為非石墨碳材料。通過采用本發(fā)明的配方和制備方法，使得制備出來之負極材料的導電性能和機械性能得到了很大的提升，由于導電性能和機械性能的提升，作為鋰離子電池負極材料時，循環(huán)性能與倍率充放電性能、首次充放電效率都得到很大的提升；并且，本發(fā)明制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，制備過程簡單易行。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M4/62, H01M4/587
【公開號】CN105047930
【申請?zhí)枴緾N201510308194
【發(fā)明人】宋宏芳, 趙東輝, 戴濤, 周鵬偉
【申請人】東莞市翔豐華電池材料有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月8日