人造石墨鋰電負極生產工藝改進

鋰電負極材料是鋰離子電池的主材之一,在能量密度與迴圈穩定性方面起到十分關鍵的作用。近幾年,隨著科學技術的不斷發展,新型負極材料層出不窮,包括石墨烯,碳納米管、矽基材料、錫基材料、鎢基材料等等,但它們由於各種問題而限制了大批量生產,目前,石墨類碳材料一直處於市場化負極材料的主流地位。

與天然石墨相比,人造石墨的層間距較大,石墨化度較低(≤93%),結晶度較低,存在部分亂層結構。另外,人造石墨表面不光滑、多孔、比表面較大,易與電解液發生分解反應,所以其首次效率和比容量(≤350mAh/g)都較低。

鋰電池圖片

為此,研究者對其生產工藝進行改進,採用瀝青等包覆人造石墨並炭化,使得人造石墨的表面形成一層無定形的炭包覆層,該包覆層既可阻止有機溶劑的共嵌入,又能阻止石墨脹縮引起的表層脫落,從而讓鋰電負極保持高容量、低電位及與溶劑相容的特性。但是,該技術存在如下不足:炭化過程易結塊,導致炭化收率低、包覆層均勻性差;包覆後需進行破碎,不符合節能減排的要求。

針對上述技術的不足,有研究者再次提出了改進,具體步驟如下:1、製備人造石墨:除雜,制煤瀝青,煤瀝青催化改性;制焦,將改性煤瀝青焦化、煆燒得到同性焦;整形,將同性焦破碎、過篩後進行整形,得到長徑比1‑1.5的卵石狀的焦粉;石墨化,將焦粉進行石墨化制得產品;2、對人造石墨進行表面改性;3、預氧化:將第二步所得的產品升溫至300‑330℃,之後恒溫保持120‑200min;4、炭化。

 

 

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