复合包覆人造石墨负极材料及其制备方法

　　(1)将报废的电阻料、报废的石墨坩埚或报废的箱板中的至少一种进行粗碎、细碎、整

　　(5)将所述复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁处理，得到复合包覆人造石墨负极材

　　2.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，所述粉

　　3.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，所述液

　　相包覆剂为包覆剂与溶剂混合所得，所述包覆剂为淀粉、三聚氰胺、环氧树脂、酚醛树脂中

　　4.根据权利要求3所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，所述粉

　　5.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，所述沥

　　6.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，高温碳

　　7.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，所述液

　　8.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，粗碎处

　　9.根据权利要求1所述的复合包覆人造石墨负极材料的制备方法，其特征是，整形处

　　10.一种复合包覆人造石墨负极材料，其特征是，采用权利要求1‑9任一项所述的复

　　为实现“双碳”目标，近年来，新一代环保能源开发与利用蒸蒸日上。锂离子电池作

　　为新型绿色能源，在3C、动力、储能、航空航天等诸多领域都被大范围的应用。当前锂离子电池商

　　用最成功的的负极材料当属石墨材料，石墨负极材料分为天然石墨、人造石墨和中间相碳

　　微球三类。中间相碳微球具有球状结构、比表面积小、层状分子平行排列结构等优点被认为

　　是制作锂电池负极有代表性的一种碳材料。但是由于碳微球生产的基本工艺复杂，中间相碳微

　　球的价格相对较昂贵，对其大规模运用形成了一定限制。天然石墨有结构完整、嵌埋位置多等

　　优点，所以容量较高，也是一种理想的锂电池负极材料。但其对电解质敏感，大电流充放电

　　性能差，循环寿命短。人造石墨是把容易石墨化的石油焦、针状焦经过粉碎，包覆聚合物热

　　解炭，整形修饰，再经过高温石墨化，形成具有核‑壳结构的球状复合石墨，其结晶度(石墨

　　化度)高，与电解液的相容性好，人造石墨具有比容量高、长循环、快充性能优异、高安全性

　　人造石墨负极材料的生产的全部过程最重要的包含选材、打粉、整形为球形、包覆、炭化以及

　　石墨化。石墨化作为人造石墨中最核心的工序，大多数传统方法采取的是艾奇逊石墨化炉

　　(大直流炉)来加工人造石墨负极材料。艾奇逊炉通常需在2400℃以上进行，石墨化周期20‑

　　30天。该工艺所需温度高，产能较低，能耗占比非常高，另还需大量电阻料、保温料、石墨坩

　　埚等消耗品进行装填，该工艺成本几乎占据人造石墨的一半。电阻料、石墨坩埚等在石墨化

　　之后具有较高的容量，是一种低成本负极材料的优良原料，然而其拥有难加工、比表大、压

　　方法，很好地利用废弃电阻料、废弃石墨坩埚或废弃石墨电极作为负极材料的制备原料，制

　　得的复合包覆人造石墨负极材料具备容量高、比表面积小、倍率性能优异的优势，且制造成

　　(1)将报废的电阻料、报废的石墨坩埚或报废的箱板中的至少一种进行粗碎、细

　　(5)将所述复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁处理，得到复合包覆人造石墨负

　　电阻料、报废的石墨坩埚或报废的箱板等石墨化过程中产生的废料进行粉碎及整形，形成

　　粉碎整形料，然后将粉碎整形料与液相包覆剂均匀混合，形成液相包覆前驱体，再通过与沥

　　青混合，得到复合包覆前驱体，经碳化、筛分、解聚、除磁处理，得到复合包覆人造石墨负极

　　材料。很好地利用废弃电阻料、废弃石墨坩埚作或废弃石墨电极作为负极材料的制备原料，

　　制得的复合包覆人造石墨负极材料具备容量高、比表面积小、倍率性能优异的优势，且制造

　　成本低、制备工艺简单，实现废物利用。同时，将粉碎整形料通过软碳、硬碳双层表面修饰，

　　所获得的复合包覆人造石墨负极材料拥有优良的快充性能、较高的结构强度，可有效改善

　　电阻料、废弃坩埚不耐压、易膨胀等缺陷，使其成为一种低成本、高性能的石墨负极材料。

　　可以理解的是，电阻料是指石墨化炉中起到“电阻发热”作用的材料。一般使用冶

　　金焦粒(或石墨化冶金焦粒)为电阻料。报废的电阻料是指经过一次石墨化之后，比电阻大

　　可以理解的是，报废的石墨坩埚是指石墨化过程中的装料坩埚，经过多次使用后，

　　在一些实施例中，所述粉碎整形料的粒度D50为5‑20μm，示例地，该粉碎整形料的

　　粒度D50可为但不限于5μm、8μm、11μm、14μm、16μm、17μm、18μm、20μm。优选地，粉碎整形料的

　　在一些实施例中，细碎处理可采用机械磨、辊压磨或气流磨等设备实现，但不以此

　　在一些实施例中，所述液相包覆剂为包覆剂与溶剂混合所得，所述包覆剂为淀粉、

　　三聚氰胺、环氧树脂、酚醛树脂中的至少一种；所述溶剂为水、甲苯、四氢呋喃中的至少一

　　在一些实施例中，所述粉碎整形料与所述包覆剂的质量比为95‑99:1‑5，示例地，

　　所述粉碎整形料与所述包覆剂的质量比可为但不限于95：5、96:4、97:3、98:2、99:1。

　　在一些实施例中，所述沥青为煤沥青、石油沥青、改性沥青或者中间相沥青中的至

　　在一些实施例中，所述液相包覆前驱体与所述沥青的质量比为95‑99:1‑5，示例

　　地，所述液相包覆前驱体与所述沥青的质量比可为但不限于95：5、96:4、97:3、98:2、99:1。

　　在一些实施例中，高温碳化处理的温度为900‑1250℃，示例地，高温碳化处理的温

　　石墨负极材料的制备方法制得，该复合包覆人造石墨负极材料具备容量高、比表面积小、倍

　　术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还能做出若干改进和润饰，这些改进

　　(1)将报废的电阻料采用鄂破机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得中值粒

　　径D50为15.2μm的粉碎样，将粉碎样采用连续式整形机整形，获得中值粒径D50为16.5μm，振

　　(2)将上述粉碎整形料与淀粉水溶液(固含量为30％)置于混捏机中混合，其中，石

　　墨与淀粉的质量比为99:1，调节转速为30HZ，混合1h后开始升温干燥，油温140℃，待干燥后

　　(3)将液相包覆前驱体与煤沥青按质量比97:3的比例置于VC混合机中，调节转速

　　为200r/min，混合0.5h，得到固相液相复合前驱体，即复合包覆前驱体；

　　(4)将固相液相复合前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温

　　(5)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到固相液相复合包覆人造石

　　(1)将报废的石墨坩埚采取了液压破碎机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得

　　中值粒径D50为15 .5μm的粉碎样，将粉碎样采用连续式整形机整形，获得中值粒径D50为

　　(2)将上述粉碎整形料与酚醛树脂溶液(固含量为30％)置于融合机中混合，其中，

　　石墨与酚醛树脂的质量比为98:2，调节转速为700r/min，融合0.5h，干燥温度为120℃，即可

　　(3)将液相包覆前驱体与煤沥青按质量比98:2的比例置于VC混合机中，调节转速

　　为200r/min，混合0.5h，得到固相液相复合前驱体，即复合包覆前驱体；

　　(4)将固相液相复合前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温

　　(5)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到固相液相复合包覆人造石

　　形提高振实密度，复合包覆层有内层酚醛树脂及固相煤沥青组成，其制备方法如下：

　　(1)将报废的石墨坩埚采取了液压破碎机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得

　　中值粒径D50为15 .7μm的粉碎样，将粉碎样采用间歇式整形机整形，获得中值粒径D50为

　　(2)将上述粉碎整形料与酚醛树脂溶液(固含量为30％)置于融合机中混合，其中，

　　石墨与酚醛树脂的质量比为98:2，调节转速为700r/min，融合0.5h，干燥温度为130℃，即可

　　(3)将液相包覆前驱体与煤沥青按质量比98:2的比例置于VC混合机中，调节转速

　　为200r/min，混合0.5h，得到固相液相复合前驱体，即复合包覆前驱体；

　　(4)将固相液相复合前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温

　　(5)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到固相液相复合包覆人造石

　　(1)将报废的电阻料采用鄂破机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得中值粒

　　径D50为15.2μm的粉碎样，将粉碎样采用连续式整形机整形，获得中值粒径D50为16.5μm，振

　　(2)将上述粉碎整形料与淀粉水溶液(固含量为30％)置于混捏机中混合，其中，石

　　墨与淀粉的质量比为99:1，调节转速为30HZ，混合1h后开始升温干燥，油温140℃，待干燥后

　　(3)将液相包覆前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温至

　　(4)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到液相包覆人造石墨负极材

　　(1)将报废的石墨坩埚采取了液压破碎机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得

　　中值粒径D50为15 .5μm的粉碎样，将粉碎样采用连续式整形机整形，获得中值粒径D50为

　　(2)将上述粉碎整形料与酚醛树脂溶液(固含量为30％)置于融合机中混合，其中，

　　石墨与酚醛树脂的质量比为98:2，调节转速为700r/min，融合0.5h，干燥温度为120℃，即可

　　(3)将液相包覆前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温至

　　(4)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到液相包覆人造石墨负极材

　　(1)将报废的电阻料采用鄂破机粗碎至毫米级，而后采用机械磨粉碎，获得中值粒

　　径D50为15.2μm的粉碎样，将粉碎样采用连续式整形机整形，获得中值粒径D50为16.5μm，振

　　(2)将上述粉碎整形料与煤沥青按质量比97:3的比例置于VC混合机中，调节转速

　　(3)将固相包覆前驱体置于辊道窑中，通入氮气，以5℃/min的升温速率升温至

　　(4)将复合包覆碳化品进行筛分、解聚、除磁，即可得到固相包覆人造石墨负极材

　　从表1的数据可知，本发明实施例1‑3的复合包覆人造石墨负极材料作为低成本产

　　品，其碳化品容量高于345mAh/g；其比表面积高于常规人造石墨，但首效仍大于91％，拥有

　　良好的倍率性能。说明本发明很好地利用废弃电阻料、废弃石墨坩埚作或废弃石墨电极作

　　为负极材料的制备原料，制得容量高、比表面积小、倍率性能优异的复合包覆人造石墨负极

　　材料，且制造成本低、制备工艺简单，实现废物利用。同时，将粉碎整形料通过软碳、硬碳双

　　层表面修饰，所获得的复合包覆人造石墨负极材料拥有优良的快充性能、较高的结构强度，

　　可有效改善电阻料、废弃坩埚不耐压、易膨胀等缺陷，使其成为一种低成本、高性能的石墨

　　对比例1的人造石墨负极材料以废弃电阻料为内核，进行了液相单层包覆，相比于

　　实施例1减少了煤沥青包覆层，其首效为87.4％，与实施例1相比，降幅较大。

　　对比例2的人造石墨负极材料以废弃石墨坩埚为内核，进行了液相单层包覆，相比

　　于实施例2减少了煤沥青包覆层，振实密度降低，首效为88.6％，与实施例2相比，降幅较大。

　　对比例3的人造石墨负极材料以废弃电阻料为内核，进行了固相单层包覆，相比于

　　实施例1减少了液相包覆层，其首效为89.4％，与实施例1相比，降幅较大。

　　图1和图2分别展示实施例1和实施例2中负极材料的SEM图。比较图1和图2可知，经

　　复合包覆后，因液相包覆剂的强粘接性，大量小颗粒形成了二次颗粒，这在某些特定的程度上提高

　　范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所

　　列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案做修改或者等同替换，而