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人造石墨材料及其制備方法和應(yīng)用與流程

381   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:上海杉杉科技有限公司  
2023-10-24 14:53:30
1.本發(fā)明涉及一種人造石墨材料及其制備方法和應(yīng)用。 背景技術(shù): 2.全球正在加速從燃油車向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型,新能源汽車的市場需求越來越大。遠(yuǎn)瞻動(dòng)力汽車領(lǐng)域的未來,新能源市場正向高能量密度、大功率快充的方向發(fā)展。鋰離子電池因其具有輸出電壓高,循環(huán)使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被廣泛用于新能源汽車。鋰離子電池的主要負(fù)極材料為高度規(guī)整的石墨。石墨按照來源分為天然石墨和人造石墨。天然石墨由于其自身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致循環(huán)壽命和快充性能較差,難以滿足鋰離子電池性能需求。因此,鋰離子電池級石墨一般為人造石墨。鋰離子電池級石墨市場主體為人造石墨材料,采用焦炭作為初始原料,結(jié)合整形、包覆造粒、高溫石墨化等工藝,賦予鋰離子電池優(yōu)異的能量密度、循環(huán)壽命和快充性能。 3.現(xiàn)有技術(shù)量產(chǎn)的高端人造石墨負(fù)極材料主要依靠高品質(zhì)的針狀焦、煅后焦,原料品質(zhì)對性能影響的占比大?,F(xiàn)有技術(shù)量產(chǎn)的高壓實(shí)密度的人造石墨負(fù)極材料生產(chǎn)主要依靠高溫石墨化工藝處理,其能耗成本高,碳排放量大。現(xiàn)有技術(shù)的限制下,能量密度的里程焦慮以及大功率快充帶來的安全隱患和損傷電池方面還有待技術(shù)攻克。因此,高性能鋰離子電池用人造石墨負(fù)極材料的開發(fā)對于新能源市場的發(fā)展和突破具有重要意義。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 4.本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的人造石墨材料的能量密度與功率密度不可調(diào)和兼顧的技術(shù)矛盾,從而提供了一種人造石墨材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的人造石墨材料實(shí)現(xiàn)了高壓實(shí)密度和高倍率快充性能的同步設(shè)計(jì),可以兼具高的能量密度與功率密度,有效提升了人造石墨材料的綜合性能優(yōu)異。并且,本發(fā)明的制備方法大幅度降低了能源消耗和碳排放量,有效降低了工藝成本。 5.本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。 6.本發(fā)明提供一種人造石墨材料的制備方法,其包括以下步驟: 7.s1、將焦炭進(jìn)行煅燒、粉碎,得到焦炭粉體;其中,所述煅燒的溫度為450-1200℃; 8.s2、將所述焦炭粉體進(jìn)行結(jié)構(gòu)定型處理,得到人造石墨生料; 9.s3、將所述人造石墨生料進(jìn)行石墨化處理。 10.本發(fā)明中,步驟s1中,所述焦炭可為本領(lǐng)域常規(guī)。按照原料工藝,所述焦炭可為石油焦、煤焦和瀝青焦的一種或多種。按照顯微結(jié)構(gòu),所述焦炭可為非針焦和/或針狀焦。所述焦炭較佳地為石油非針焦和/或石油針狀焦。 11.步驟s1中,所述煅燒能夠促進(jìn)焦炭的微晶結(jié)構(gòu)發(fā)育,提升材料的壓實(shí)密度。但是煅燒溫度過高,會(huì)導(dǎo)致
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