梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种包覆的锂离子电池石墨负极材料及制备方法，尤其涉及超声喷雾制备梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料及制备方法。一种超声喷雾制备梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料，其主要特点在于包括有在石墨粉体的表面，第一层包覆硅材料，第二层包覆炭材料；其组成为：石墨粉体100重量份，硅材料1～10重量份，炭材料5～10重量份。本发明中的锂离子电池石墨负极材料，具有覆膜均匀、梯度包覆、易于规模化生产的特点。

主权项

一种梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将中位粒径为15µm～20µm的人造石墨粉体或天然石墨粉体，投入高混机中，闭合翻转盖，以500r/min～1000r/min的转速搅拌；(2)将包覆材料碳有机物材料在15℃～30℃常温或100℃～200℃加热状态下，溶于溶剂变成液态；(3)按石墨粉体100重量份，称取硅溶胶1～30重量份，以 0.05kg/min～0.5kg/min的流速输送至高混机上的超声喷雾器，将硅溶胶液体雾化成1～5µm的液滴，以0.6MPa到0.8MPa的压力从喷嘴喷出，与在500r/min～1000r/min的转速搅拌状态下的石墨粉体混合，直至所有硅溶胶全部喷完，之后继续以500r/min～1000r/min的转速搅拌15min～30min，从出料口放料后以100℃～150℃的温度烘干30～60min；(4)把步骤(3)烘干后的包覆有硅溶胶的石墨粉体重新投入高混机，然后按烘干后的包覆有硅溶胶的石墨粉体100重量份，称取液态碳有机物材料20～45重量份，并以 0.05kg/min～0.5kg/min的流速输送至高混机上的超声喷雾器，将液态碳有机物材料雾化成1～5µm的液滴，以0.6MPa到0.8MPa的压力从喷嘴喷出，与在500r/min～1000r/min的转速搅拌状态下的步骤(3)的包覆有硅溶胶的石墨粉体混合，直至所有碳有机物材料全部喷完，之后继续以500r/min～1000r/min的速度高速搅拌20min～50min；(5)把步骤(4)的物料从高混机中放出，然后在100℃～300℃温度下干燥30～60min，蒸出残余的有机溶剂，得到梯度包覆的改性石墨粉体； (6)将冷却后的梯度包覆的改性石墨粉体于惰性气体氮气、氩气保护下，加热到1000℃～1200℃，保温30min～60min进行炭化，最终得到锂离子电池石墨负极材料；由以上所述方法制成的一种梯度包覆的锂离子电池石墨负极材料，包括有在石墨粉体的表面，第一层包覆硅材料，第二层包覆炭材料；其组成为：石墨粉体100重量份，硅材料1～10重量份，炭材料5～10重量份；所述的石墨粉体，为人造石墨粉体或天然石墨粉体；所述的石墨粉体其中位粒径为15～20µm；所述的硅材料，为经1000℃～1200℃处理后的硅溶胶；所述的炭材料，为沥青、树脂炭化后的碳有机物材料。