一种锂离子动力电池用煤焦粉基负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子动力电池用煤焦粉基负极材料及其制备方法。所述负极材料D50为10~30um，最小粒度5um，最大粒度30um，振实密度1.1~1.5g/cm³；所述材料具有核壳结构，其核心为石墨化后焦粉，壳层由煤沥青热解碳与金属颗粒构成；所述负极中固定碳含量95.00~99.00%，金属或金属氧化物颗粒的质量分数为1~5%。所述制备方法包括煤焦粉的破碎、分级与纯化，煤沥青在焦粉颗粒外的包覆，高温石墨化处理以及金属或金属氧化物在颗粒外层的着附等工序。本发明材料的倍率性能优良，高低温性能良好，制造成本低，适合大规模产业化。

主权项

一种锂离子动力电池用煤焦粉基负极材料，由碳与金属构成，所述碳包括纯煤基焦粉、煤沥青热解碳，其特征在于：所述负极材料具有核壳结构，其核心为经石墨化处理后的纯煤基焦粉，壳层由经石墨化处理后的煤沥青热解碳以及在壳层表面化学镀金属构成；所述煤焦粉基负极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：原料煤基焦粉干燥、破碎、分级将原料煤基焦粉进行干燥、破碎与分级；第二步：煤基焦粉除杂将第一步所得煤基焦粉与酸溶液混合调浆，控制反应条件，使焦粉中的二氧化硅、氧化铁、氧化铝杂质与酸反应后，洗涤干燥，得到纯煤基焦粉；所述酸溶液由氢氟酸与盐酸、硫酸、硝酸溶液中的至少一种按质量比1:1~5:1混合构成，酸溶液质量百分浓度为15‑35%；反应条件为：温度20‑60℃，时间1‑10h；混合调浆的液固质量比为2:1~10:1；第三步：高纯煤基焦粉表面包覆煤沥青将第二步所得纯煤基焦粉浸泡在煤沥青溶液中，搅拌均匀得到混合溶液，100℃以下蒸发除去混合溶液的溶剂，得到以高纯煤基焦粉为核、煤沥青为壳的核壳结构；第四步：核壳结构石墨化处理向第三步所得核壳结构中添加硼或硼的化合物作为催化剂，在惰性气氛中加热至2200‑2800℃保温10min‑2h，进行石墨化处理；第五步：表面化学镀将第四步所得经石墨化处理的核壳结构表面化学镀金属。