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    長循環壽命的石墨負極材料及其制備方法和應用與流程

    1004   編輯:中冶有色網   來源:江西紫宸科技有限公司  
    2023-11-03 15:17:17
    1.本發明屬于電池材料技術領域,具體涉及一種長循環壽命的石墨負極材料及其制備方法和應用。 背景技術: 2.隨著碳中目標和政策的提出,用于儲能的鋰離子電池市場迎來大爆發,儲能電池能量密度不高,對電池的循環壽命具有很高的要求,目前市場對儲能電池循環壽命的要求是大于6000次,下一代儲能電池要求循環壽命大于10000次,儲能電池還要求高溫存儲性能優異。目前市場上的主流材料都是fsn-1類的低成本材料,循環壽命在4000-5000次,因此,開發長循環壽命的材料具有巨大的市場。 3.負極材料是電池的主材,通過充電時負極材料儲鋰達到儲存電量的目的,負極材料的性能對電池循環壽命具有重要的影響。在充放電過程中,鋰離子在石墨中嵌入脫出,石墨則是一個膨脹收縮的過程,在膨脹過程中,如果石墨的膨脹太大,石墨化表面的sei膜就會破裂,就需要形成新的sei膜,因此,在電池充放電過程中,sei不斷破裂重生,導致電池中電解液的分解和活性鋰離子的減少,循環壽命也就很短。除了膨脹之外,石墨負極的比表、材料中的細粉含量、顆粒內部缺陷都會在循環過程中,成為催化電解液分解的一個重要因素。 技術實現要素: 4.本發明公開了了一種長循環壽命的石墨負極材料及其制備方法,選擇各項同性好的原料瀝青焦或石油焦生焦,對原料焦進行分析,選擇片狀結構含量低和灰份低的原料;對原料進行破碎分級,把細粉去干凈,再進行球化,去掉材料的棱角;對球化后的料進行碳化處理,降低材料的揮發分,提高材料的振實密度;碳化后進行石墨化,石墨化后進行混篩除磁,除磁后的石墨就是本發明的石墨負極材料成品。 5.本發明從原料端開始進行分析,選擇片狀結構含量低,鑲嵌結構和纖維結構含量高的原料,制備出的成品膨脹低,原料灰份低,石墨化后材料的比表面積低,內部缺陷少;原料破碎后球化去細粉,制備的成品比表面積低,首效高,與電解液反應的活性位點少;石墨化后得到低石墨化度低比表面積的成品,石墨化度低,材料的膨脹??;綜合原料選擇、破碎球化和石墨化改進處理等多工序的協同效應,制備出低膨脹、低比表面積、高振實密度、低石墨化度的石墨負極材料,具有超長循環壽命,高溫存儲性能優異。 6.本發明提供了一種長循環壽命的石墨負極材料,循環壽命大于6000次。選用片狀結構含量低的石油焦生焦或瀝青焦,原料經過破碎球化去細粉后,進行碳化降低揮發分,然后石墨化制備低石墨化度的成品。
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