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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410575764.3 (22)申请日 2014.10.24 C01B 31/04(2006.01) H01M 4/587(2010.01) (71)申请人中国海洋石油总公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25号 申请人中海油天津化工研究设计院 中海油能源发展股份有限公司 (72)发明人叶学海 张晓波 刘红光 肖彩英 付春明 何爱珍 赵新星 徐慧 (54) 发明名称 一种锂离子电池用高容量碳负极材料的制备 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于锂离子电池碳负极材 料的高容量人造石墨的制备方法。所述方法包括： 首先。
2、“一次石墨化”去除原料中影响材料石墨化度 的杂质，制备石墨化后的高纯原料；对高纯石墨 化原料进行包覆浸渍处理，然后“二次石墨化”，使 得首次石墨化时出现的孔洞、裂纹等得到弥补，石 墨结晶程度更高，材料结构更为完整，综合性能得 到明显提高，其放电容量高于360mAh/g。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 (10)申请公布号 CN 104401974 A (43)申请公布日 2015.03.11 CN 104401974 A 1/1页 2 1.一种用于锂离子电池碳负极材料的高容量人造石墨的制备方法，其特征在于，所述 方。
3、法包括以下步骤： A、将原料焦炭进行粉碎、球化后，在8001000非氧气氛下纯化210hr，接着在 28003000高温石墨化不小于24hr，得到“一次石墨化”后的高纯原料； B、采用包覆剂对已纯化的高纯原料进行包覆浸渍，再次在28003000高温条件下 进行“二次石墨化”，时间不小于24hr。 2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池碳负极材料的高容量人造石墨的制备 方法，其特征在于：步骤A中“一次石墨化”后的高纯原料石墨化度不小于97，灰分小于 0.1。 3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池碳负极材料的高容量人造石墨的制备 方法，其特征在于：步骤B中包覆剂是沥青、树脂、导电性聚合物。
4、中的一种或几种；步骤A、B 中石墨化温度在28502900，时间48120hr。 4.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池碳负极材料的高容量人造石墨的制备 方法，其特征在于：“二次石墨化”后产品石墨化度大于99，灰分小于0.05。 权 利 要 求 书CN 104401974 A 1/2页 3 一种锂离子电池用高容量碳负极材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及锂离子二次电池领域，具体涉及锂离子电池负极材料中碳负极材料人 造石墨的制备。 背景技术 0002 石墨类碳负极材料具有充放电电压平台低、成本低以及放电容量高等优势，是目 前商业化锂离子电池主要采用的负极材料。石墨类碳负极材料主要包。
5、括天然石墨和人造 石墨。天然石墨由于其存在发达的层状结构，在锂离子嵌入时发生电解液溶剂的共嵌入， 引起石墨层状结构的破坏，循环性能较差。而人造石墨晶体结构主要为3R型，可以抑制溶 剂化锂离子共嵌入石墨层中，循环性能好，倍率性能也较天然石墨优异，目前广泛用于高 端3C产品电池和动力电池领域。但是与天然石墨相比，普通人造石墨存在放电容量偏低 (335-350mAh/g)，无法满足高能量密度锂离子电池的需求。因此，高容量型人造石墨制备技 术开发成为碳负极材料研发的热点。 0003 石墨化程度是影响碳材料放电容量的关键因素之一。石墨化程度越高，材料放电 容量越高。如高纯天然石墨材料，石墨化度大于99，。
6、其放电容量可达360mAh/g以上，接近 石墨负极材料的理论容量。而人造石墨生产一般以生焦、煅后焦、沥青为原料，其中含有大 量硫分、灰分等杂质，影响材料石墨化过程，造成材料晶体结构中才在大量缺陷，影响锂离 子的嵌入-脱出，造成放电容量较低。因此，提高材料石墨化程度是提升人造石墨放电容量 的重要手段之一。日本日立化成在中国专利CN103190018公开了一种人造石墨制备方法， 其应用钛、铁、硅等的碳化物或氧化物做为石墨化催化剂，促进材料石墨化程度提升，材料 放电容量达360mAh/g以上。但是大量无机类催化剂的应用可能增大材料的灰分杂质，并造 成材料孔洞的增多，影响电池的循环性能。 0004 另。
7、外，原料中大量挥发分、硫分、灰分等杂质的存在，亦可造成材料存在大量裂纹、 孔洞等结构缺陷，比表面积增大，造成负极材料首次充放电效率降低，影响负极材料容量发 挥。 发明内容 0005 本发明的目的就是针对现有技术的上述问题，提供一种用于锂离子电池碳负极材 料的高容量人造石墨的制备方法。 0006 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 0007 一种用于锂离子电池碳负极材料的高容量人造石墨的制备方法，所述方法包括以 下步骤： 0008 A、将原料焦炭等进行粉碎、球化后，在8001000非氧气氛下纯化210hr，接 着在28003000高温石墨化不小于24hr，得到“一次石墨化”后的高纯原料； 。
8、0009 B、采用包覆剂对已纯化的高纯原料进行包覆浸渍，再次在28003000高温条 件下进行“二次石墨化”，时间不小于24hr。 说 明 书CN 104401974 A 2/2页 4 0010 在上述技术方案中，步骤A中“一次石墨化”后的高纯原料石墨化度不小于97， 灰分小于0.1。 0011 在上述技术方案中，步骤B中包覆剂可以是沥青、树脂、导电性聚合物中的一种或 几种；步骤A、B中石墨化温度在28502900，时间48120hr。 0012 “二次石墨化”后产品石墨化度大于99，灰分小于0.05。 0013 由于采用了以上的方案，使本发明具备的有益效果在于： 0014 采用二次石墨化技术。
9、，首先利用高温石墨化提纯已球化的原料，消除原料中影响 材料结晶的杂质成分，然后再利用包覆剂对原料充分包覆浸渍，弥补一次石墨化时材料 产生的裂纹、孔洞等缺陷，通过再次石墨化后得到石墨化程度高、结构密实完整的人造石 墨材料，提高材料的首次充放电效率，使放电容量大于360mAh/g，远高于普通人造石墨的 335-350mAh/g，满足高能量密度锂离子电池负极材料的需求。 具体实施方式 0015 下面用具体实施方式对本发明作更详细说明。 0016 实施例一 0017 本实施例第一步将原料焦炭进行粉碎、球化后，在800温度非氧气氛下纯化 5hr，接着在2800非氧气氛下高温石墨化48hr，得到“一次石墨。
10、化”后的高纯原料。第二 步采用沥青对已纯化的高纯原料进行包覆浸渍，再次在2800高温条件下进行“二次石墨 化”48hr，得到人造石墨产品。该样品石墨化度99.2，灰分0.03，首次放电容量362mAh/ g。 0018 实施例二 0019 本实施例第一步将原料焦炭进行粉碎、球化后，在1000温度非氧气氛下纯化 10hr，接着在2800非氧气氛下高温石墨化120hr，得到“一次石墨化”后的高纯原料。第二 步采用沥青对已纯化的高纯原料进行包覆浸渍，再次在2900高温条件下进行“二次石墨 化”120h r ，得到人造石墨产品。该样品石墨化度99.5，灰分0.01，首次放电容量365mAh/ g。 0。
11、020 实施例三 0021 本实施例第一步将原料焦炭进行粉碎、球化后，在1000温度非氧气氛下纯化 8hr，接着在2800非氧气氛下高温石墨化72hr，得到“一次石墨化”后的高纯原料。第二 步采用沥青对已纯化的高纯原料进行包覆浸渍，再次在2900高温条件下进行“二次石墨 化”72h r ，得到人造石墨产品。该样品石墨化度99.3，灰分0.02，首次放电容量363mAh/ g。 0022 对比实施例 0023 本实施例将原料焦炭进行粉碎、球化后，直接在2900高温条件下进行石墨化 120hr，得到人造石墨产品。该样品石墨化度90.5，灰分1.5，首次放电容量352mAh/g。 说 明 书CN 104401974 A 。