一种具有耐低温性能的免炭化负极材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115036490A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210766983.4(22)申请日2022.07.01(71)申请人内蒙古三信科技发展有限公司地址012000内蒙古自治区乌兰察布市集宁区工业园区红海子西路东侧振兴大街南侧(72)发明人杨建国吴晓亮万水田杨晓刚戈春雨(74)专利代理机构内蒙古欣洋瑞专利代理有限公司15110专利代理师刘永珍(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种具有耐低温性能的免炭化负极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、制备粘结剂；S2、制备负极材料前驱体；S3、石墨化处理；S4、打散整形、混料筛分。优点在于：本发明中的粘结剂是由沥青和树脂经液态混合，使分子间实现有效融合后再固化、粉碎得到，通过液态混合可提高粘结剂的性能，进而改善负极材料的低温性能；通过加入粘结剂，在石墨化的过程中，在针状焦表面直接形成一层无定形碳，包覆形成完整的核壳结构，与传统工艺相比免去了石墨化后再使用辊道窑炉进行二次包覆炭化工艺，不仅节约了能耗，降低了生产成本，也简化了工序，缩短了生产周期，确保了产品的低温性能。CN115036490ACN115036490A权利要求书1/1页1.一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备粘结剂：将沥青和树脂进行混合，制得粘结剂；S2、制备负极材料前驱体：将所述S1中制得的粘结剂与针状焦进行混合，制得负极材料前驱体；S3、石墨化处理：将所述S2中得到的负极材料前驱体进行石墨化处理，即得免炭化负极材料前驱体；S4、打散整形、混料筛分：将所述S3中得到的免炭化负极材料前驱体先进行打散整形，再进行混料筛分，即得免炭化负极材料。2.根据权利要求1所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，制备粘结剂的具体步骤为：(1)将沥青融化，得到液态沥青；(2)向所述步骤(1)中得到的液态沥青中加入树脂并搅拌，使二者实现液态融合，得到液态融合物；(3)将所述步骤(2)中得到的液态融合物冷却至固态，得到固态融合物；(4)将所述步骤(3)中得到的固态融合物进行粉碎，即得所述粘结剂。3.根据权利要求2所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，制得的所述粘结剂的粒径为D50:2‑8μm。4.根据权利要求1所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，沥青与树脂的质量比为5:95～30:70；所述沥青粒径为D50:2‑6μm，所述树脂的粒径为D50:2‑6μm。5.根据权利要求1所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，针状焦的粒径为D50:6‑11μm，所述针状焦与所述粘结剂的质量比为98：2～90：10。6.根据权利要求1所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，石墨化温度为2900‑3100℃，石墨化时间为40‑80h。7.根据权利要求1所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，制得的所述免炭化负极材料的粒径为D50:8‑14μm。8.由权利要求1‑7任一所述的一种具有耐低温性能的免炭化负极材料的制备方法制备得到的免炭化负极材料。2CN115036490A说明书1/6页一种具有耐低温性能的免炭化负极材料及其制备方法技术领域：[0001]本发明设计负极材料的制备领域，尤其涉及一种具有耐低温性能的免炭化负极材料及其制备方法。背景技术：[0002]锂离子电池因具有能量密度高、工作电压窗口宽、循环寿命长、倍率性能好、安全性能高等性能优势，在3C数码领域、动力汽车、储能领域、船舶、航空、国防等诸多领域中具有广阔的应用前景。[0003]但是，由于在低温环境下，锂离子电池负极材料反应活性下降，极化严重，负极表面金属锂大量沉积，从而严重影响电池的低温性能，进而严重制约了锂离子电池在低温环境下的应用。[0004]为了改善负极材料的低温性能，目前，主要是通过将针状焦原料通过石墨化后，再加入沥青或者是树脂进行固相和液相包覆，包覆以后在推板炉或者辊道窑经过1150℃‑1350℃进行炭化烧结，使石墨化后的原料表面包覆一层无定形炭，通过石墨化后再增加一道炭化的工序来改善低温性能，虽然得到的负极材料制成的扣电‑20℃放电容量保持率可达到80％，但其工艺比较复杂，炭化也会增加生产成本，严重制约了该方法的工业化应用，导致该方法仍然无法有效的解决锂离子电池在低温