本發(fā)明涉及一種改性人造石墨材料及其制備方法和應用、鋰離子電池。

背景技術：

當今社會鋰離子二次電池作為一種能量存儲裝置快速發(fā)展。鋰離子二次電池在現(xiàn)階段廣泛應用于：智能手機、平板電腦、數(shù)碼相機等便攜式電子產(chǎn)品中，后續(xù)隨著電動汽車的快速發(fā)展需要，動力鋰離子電池飛速發(fā)展。從未來市場對鋰離子電池的方向看：快速充電型鋰離子電池將成為鋰離子電池的重要方向。改善人造石墨負極材料的快充性能是提升鋰離子電池快充性能的重要研究方向。目前快充技術的解決方案主要是：(1)調(diào)控鋰離子去溶劑化過程；(2)減小石墨粒徑；(3)石墨表面離子通道的構筑；(4)石墨內(nèi)部嵌入點的開辟；(5)材料結構的優(yōu)化。在這些解決方案中，石墨表面離子通道的構筑是目前下游企業(yè)主要期望的策略。目前，表面離子通道的構筑的主要方法是氧化法，比較成熟的氧化工藝包括空氣氧化和堿氧化。空氣氧化的缺點是不可控，不能控制氧化的程度，從而無法構筑理想的石墨表面離子通道。堿氧化的缺點是將堿與人造石墨進行混合之后，氧化的步驟需要在較高溫度下進行，制備條件苛刻。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中人造石墨負極材料存在的快充性能不佳的缺陷，從而提供了一種改性人造石墨材料及其制備方法和應用、鋰電池。本發(fā)明的改性人造石墨材料的制備方法簡單可控，所制得的改性人造石墨材料具有豐富的微孔結構，有利于鋰離子的快速脫嵌，以其作為負極材料的鋰離子電池的快充性能好、循環(huán)壽命長、安全性能高，綜合性能優(yōu)良。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種改性人造石墨材料的制備方法，其包括以下步驟：

s1、對人造石墨原料進行熱處理，得人造石墨a料；所述熱處理的溫度為400～700℃；

s2、對所述人造石墨a料進行石墨化處理，得人造石墨b料；

s3、采用酸溶液對所述人造石墨b料進行氧化處理，中和后干燥，得人造石墨c料；

s4、采用硬碳碳源對所述得人造石墨c料進行包覆處理，得人造石墨d料；

s5、對所述人造石墨d料進行碳化處理，后處理，即得。

本發(fā)明中，步驟s1中，所述人造石墨原料可為本領域常規(guī)的用來制備人造石墨的原料，例如可為石油生普焦、煅后石油焦、生針焦或煅后針焦，優(yōu)選為石油生普焦，所述石油生普焦的揮發(fā)分可為10～13％。

步驟s1中，較佳地，在所述熱處理之前，對人造石墨原料進行粉碎和整形。

其中，所述粉碎可采用本領域常規(guī)的粉碎機進行，優(yōu)選為機械磨，例如機械磨150機或機械磨500機。所述粉碎的粉碎收率較佳地為60.0～80.0％。較佳地，粉碎后所述人造石墨原料的粒徑d50為6.5～8.5μm。

其中，所述整形可采用本領域常規(guī)的整形機進行，例如間歇式整形機800。所述整形的目的是去細粉、提高原料的球型度。較佳地，整形后所述人造石墨原料的粒徑滿足：最小粒徑dmin≥1.0μm，粒徑d50為7.0～9.0μm。

步驟s1中，所述熱處理的操作可為本領域常規(guī)，在一定溫度下保溫即可。對人造石墨原料進行熱處理的目的是通過材料自身的揮發(fā)分粘接造粒。所述人造石墨a料的揮發(fā)分較佳地為6～8％。所述人造石墨a料的粒徑d50較佳地為15.0～17.0μm，例如16.0μm。

步驟s1中，所述熱處理的保溫時間可為2～9h，優(yōu)選3～8h，例如6h。

步驟s1中，所述熱處理較佳地在惰性氣氛下進行，所述惰性氣氛例如可為氮氣氣氛或惰性氣體氣氛。

步驟s1中，所述熱處理可在本領域常規(guī)的熱處理設備中進行，優(yōu)選為臥式包覆釜，例如臥式包覆釜whr-8m3或whr-10m3。當所述熱處理在臥式包覆釜中進行時，所述臥式包覆釜的轉速可為10～30hz，例如為25hz。

本發(fā)明中，步驟s2中，所述石墨化處理的操作可為本領域常規(guī)，一般包括對待石墨化處理的物料進行通電加熱，達到一定溫度(石墨化溫度)后停止送電，使物料自然冷卻(保溫過程)，實現(xiàn)物料的石墨化。所述石墨化處理可在本領域常規(guī)的石墨化爐中進行，例如石墨化坩堝爐。

所述石墨化處理的石墨化溫度可為2800～3200℃，優(yōu)選2900℃。

所述石墨化處理的保溫時間可為12～30天，優(yōu)選15天或20天。

所述石墨化處理的送電時間可為16～40h。

步驟s2中，所述人造石墨b料為二次石墨顆粒。所述人造石墨b料的粒徑d50較佳地為16.0μm～18μm，例如17.0μm。

本發(fā)明中，步驟s3中，采用酸溶液對所述人造石墨b料進行氧化處理可使得材料表面形成豐富的微孔結構。所述酸溶液可為本領域常規(guī)的具有氧化能力的酸溶液。所述酸溶液可為硝酸、硫酸或兩者的混合溶液，優(yōu)選為硝酸和硫酸的混合溶液；或者，所述酸溶液可為高錳酸鉀和硫酸的混合溶液。其中，所述硝酸的摩爾濃度可為10～14.4mol/l，例如為8mol/l或14mol/l。所述硫酸的摩爾濃度可為10～18.4mol/l，例如16mol/l。此處的摩爾濃度是硝酸或硫酸在混合前的摩爾濃度。當所述酸溶液為所述硝酸和硫酸的混合溶液時，所述硝酸和所述硫酸的體積比可為1：(0.05～20)，較佳地為1:1。

步驟s3中，所述人造石墨b料和所述酸溶液的體積比可為1：(1～5)，較佳地為1:2。

步驟s3中，所述氧化處理在常溫下進行即可。

步驟s3中，所述氧化處理的時間可為5～20h，較佳地為10h。

步驟s3中，所述氧化處理可在本領域常規(guī)的酸洗槽中進行。

步驟s3中，所述中和的操作可為本領域常規(guī)，一般包括將所述氧化處理后的物料轉移到堿溶液中。所述中和采用的堿溶液可為堿金屬氫氧化物溶液，例如koh溶液。其中，所述koh溶液的摩爾濃度較佳地為1mol/l。

步驟s3中，所述干燥可采用本領域常規(guī)的設備進行，例如推板式炭化爐。所述干燥的溫度可為100～300℃，優(yōu)選120℃。所述干燥的時間可為5～15h。

本發(fā)明中，步驟s4中，所述包覆處理的操作可為本領域常規(guī)，一般包括將所述人造石墨c料和所述硬碳碳源混料，然后進行熱處理，使所述硬碳碳源均勻包覆在所述人造石墨c料的表面。

步驟s4中，所述硬碳碳源可為本領域常規(guī)的生物質(zhì)高分子材料或合成高分子材料，較佳地為淀粉。

步驟s4中，所述人造石墨c料和所述硬碳碳源的質(zhì)量比可為100：(2～10)，較佳地為100:5。

步驟s4中，所述包覆處理可采用本領域常規(guī)的包覆設備，例如臥式包覆釜，例如臥式包覆釜whr-8m3或whr-10m3。當所述包覆在臥式包覆釜中進行時，所述臥式包覆釜的轉速可為10～30hz，例如為25hz。

其中，所述混料的時間較佳地為30～90min。所述混料的轉速較佳地為50r/min。

其中，所述包覆處理中熱處理的溫度可為200～700℃，較佳地為200～500℃。所述熱處理的時間可為3～9h，例如7h。

步驟s4中，所述人造石墨d料的粒徑d50較佳地為14.5～16.5μm，例如15.5μm。

本發(fā)明中，步驟s5中，所述碳化處理的操作可為本領域常規(guī)，一般包括在一定溫度下保溫，使人造石墨d料中表面包覆的硬碳碳源碳化即可。外部硬碳碳源碳化形成一層均勻的硬碳外殼，把內(nèi)層均勻包覆，可進一步提高材料的比表面積。

步驟s5中，所述碳化處理可采用本領域常規(guī)的碳化爐，例如輥道式碳化爐。

步驟s5中，所述碳化處理較佳地在惰性氣氛下進行。

步驟s5中，所述碳化處理的溫度可為900～1300℃，較佳地為1150～1200℃。所述碳化處理的時間可為6～20h。例如，所述碳化處理為在900恒溫處理10h。

步驟s5中，所述后處理可采用本領域常規(guī)的操作，一般包括混料、篩分和除磁。較佳地，所述后處理包括一遍混料、一遍篩分和一遍除磁。

其中，可采用本領域常規(guī)的設備進行所述混料和篩分，較佳地為螺帶式成品混料機，例如cdlw-8000螺帶混合機。

其中，所述混料時設備的轉速為10～30hz，例如20hz。所述混料的時間可為0.5～3h，例如50min或2h。

其中，所述除磁可采用本領域常規(guī)的方法和設備進行，例如國產(chǎn)除磁機。所述除磁的目的是進一步除去材料中可能存在的磁性物質(zhì)，例如包覆處理中引入的磁性物質(zhì)。

本發(fā)明提供了一種改性人造石墨材料，其由上述改性人造石墨的制備方法制得。

本發(fā)明中，所述改性人造石墨材料的顆粒為核殼結構，包括石墨內(nèi)核和硬碳外殼，所述石墨內(nèi)核的具有微孔結構。

本發(fā)明中，所述改性人造石墨材料的粒徑d50優(yōu)選為14.0～16.0μm。所述改性人造石墨材料的粒徑d10優(yōu)選為7.0～9.0μm。所述改性人造石墨材料的粒徑d90優(yōu)選為25.0～36.0μm。

本發(fā)明中，所述改性人造石墨材料的振實密度≥0.95g/cm3，優(yōu)選≥1.0g/cm3。

本發(fā)明中，所述改性人造石墨材料的比表面積bet≥2.0m2/g，優(yōu)選bet≥4.0m2/g。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，其負極包含上述的改性人造石墨材料。

本發(fā)明還提供了所述改性人造石墨材料作為負極材料在鋰離子電池中的應用。

本發(fā)明中，所述鋰離子電池較佳地用于乘用車動力電池。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。

本發(fā)明的積極進步效果在于：

本發(fā)明提供一種簡單可控的改性人造石墨材料的制備方法，在常溫下對人造石墨進行氧化改性構筑石墨表面離子通道，利用人造石墨表面豐富的微孔結構和硬碳包覆協(xié)同作用，使得材料相對常規(guī)人造石墨有著較大的比表面積，表面多出來大量的鋰離子通道，有利于鋰離子的快速脫嵌，并有利于電解液的滲透，應用于鋰離子電池時可達到高快充的特點。具體地：

(1)本發(fā)明的改性人造石墨材料的比表面積大(bet≥2.0m2/g，優(yōu)選bet≥4.0m2/g，)，粒徑分布窄(d50為14.0～16.0μm)；振實密度高(≥0.95g/cm3)。

(2)以該改性人造石墨材料作為負極材料的鋰離子電池快充性能好，放電容量高(≥350mah/g)，首次庫倫效率高(≥91％)，循環(huán)壽命長(500周容量保持率85％以上)，安全性能高，綜合性能優(yōu)良。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的改性人造石墨材料的sem圖。

圖2為本發(fā)明實施例1的改性人造石墨材料的馬爾文粒徑體積分布圖。

圖3為本發(fā)明效果實施例3中實施例1對應的半電池的充放電曲線圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。

以下實施例、對比例和效果實施例中的所用的材料或儀器設備如表1所示。

表1

實施例1

一種改性人造石墨材料的制備方法，具體步驟如下：

s1、采用機械磨500機將塊狀石油生普焦粉碎(平均粒徑d50為8.5μm)，粉碎效率為70％；然后采用間歇式整形機800進行整形去細粉，得到人造石墨原料(平均粒徑d50為8.0μm，最小粒徑dmin為1.2μm)；

將上述人造石墨原料加入到保溫段為400℃的臥式包覆釜中，在氮氣氣氛下保溫6h，得到平均粒徑d50為16.0μm的人造石墨a料。

s2、將步驟s1得到的人造石墨a料加入石墨化坩堝爐中，通電加熱至2900℃，送電時間為40h，然后停止送電，保溫時間30天，得到平均粒徑d50為14.0μm的人造石墨b料(二次石墨顆粒)。

s3、將步驟s2得到的人造石墨b料與酸溶液一起加入到酸洗槽內(nèi)，常溫處理10h，對人造石墨b料進行氧化；其中，酸溶液為硝酸(14mol/l)和硫酸(16mol/l)的混合溶液，硝酸和硫酸體積比為1:1，人造石墨b料和酸溶液的體積比為1：2；

將氧化得到的物料轉移到koh溶液(1mol/l)中進行中和，然后加入到推板式炭化爐內(nèi)120℃空氣氣氛干燥，干燥時間為5h，得人造石墨c料。

s4、將步驟s3得到的人造石墨c料和淀粉在100:5的質(zhì)量比條件下加入到臥式包覆釜whr-8m3內(nèi)，在700℃進行包覆處理，處理時間為7h，轉速為30hz，得到粒徑d50為15.5μm的人造石墨d料。

s5、將步驟s4得到的人造石墨d料加入輥道式碳化爐中，在氮氣氣氛保護下，在900℃恒溫處理10h；

將碳化后的物料在螺帶式成品混料機內(nèi)混料50min，然后進行一遍篩分，再采用除磁機進行一遍除磁，得到粒徑d50為15.13μm的改性人造石墨材料。

實施例2

實施例2與實施例1不同的地方在于：步驟s3中，酸溶液中硝酸的摩爾濃度為8mol/l，其他條件不變。

實施例3

實施例3與實施例1不同的地方在于：步驟s4中的人造石墨c料與淀粉的質(zhì)量比為100：10，其他條件不變。

實施例4

實施例4與實施例1不同的地方在于：步驟s3中，酸溶液為硝酸(14mol/l)，其他條件不變。

實施例5

實施例5與實施例1不同的地方在于：步驟s3中，酸溶液為硫酸(16mol/l)，其他條件不變。

對比例1

對比例1與實施例1不同的地方在于：沒有步驟s3，采用步驟s2得到的人造石墨b料直接進行步驟s4。

效果實施例1

采用電子掃描電鏡對實施例1制得改性人造石墨材料進行表征，所測得的sem圖如圖1所示?？梢悦黠@的看出，實施例1制得改性人造石墨材料具有典型的二次顆粒結構。

效果實施例2

按照本領域常規(guī)的方法，對各實施例和對比例制得改性人造石墨材料分別進行粒徑、振實密度、比表面積等測試，結果列于表2中。

測試所使用的儀器名稱及型號為：

粒徑，激光粒度分布儀ms3000；

振實密度，振實儀tf-100b；

比表面積，比表面積測定儀novatouch2000；

由表2可知，本發(fā)明各實施例制得的改性人造石墨材料的比表面積大(bet≥2.0m2/g)，高于對比例1。對比例1不進行酸氧化處理，無法達到本發(fā)明的結構設計特點，即材料表面沒有微孔結構，只能達到一種常規(guī)人造石墨包覆品的指標。與實施例1～3相比，實施例4和5中雖然也是酸氧化處理，但是單一硝酸和硫酸的氧化能力相對較弱，bet相對較小。

另外，各實施例制得的改性人造石墨材料的粒徑分布窄(d50為14.0～16.0μm)。圖2為實施例1制得改性人造石墨材料的馬爾文粒徑體積分布圖，可以明顯的看出，粒徑分布窄，沒有細粉和大顆粒，這與sem結果相互對應。并且，各實施例制得的改性人造石墨材料的振實密度高(≥0.95g/cm3)，加工性能良好。

效果實施例3

采用半電池測試方法對比各實施例和對比例中的改性人造石墨材料進行放電容量、首次庫倫效率以及1c/1c500周循環(huán)保持率測試。

半電池的制備：按照質(zhì)量比96:1:1:2稱取改性人造石墨材料、導電炭黑sp、cmc和sbr，在水中攪拌均勻制成負極漿料，使用涂布器雙面均勻涂在銅箔上，將涂好的極片放入溫度為100℃真空干燥箱中真空干燥12h，再壓片制成電極，其中，壓實密度為1.6～1.8g/cm3，壓實密度＝面密度/(極片碾壓后的厚度-集流體厚度)。

以該電極為負極，金屬鋰片為對電極，電解液為1mlipf6+ec∶emc∶dmc＝1∶1∶1(體積比)，在充滿氬氣的德國布勞恩手套箱裝配cr-2430型扣式電池。

在電化學測試柜(藍電電池)上進行電化學性能測試，充放電電壓范圍為0.005v至2.0v，充放電速率為0.1c，測試結果列于表2。

表2

從表2的電學性能測試結果可以看出，各實施例制得的改性人造石墨材料具有較高的放電容量高(≥350mah/g)和首次庫倫效率(≥91％)，并且在1c充放電500個循環(huán)中都表現(xiàn)處不低于85.0％的優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。其中，實施例1對應的半電池的充放電曲線如圖3所示。

效果實施例4

采用半電池測試方法對各實施例和對比例中的改性人造石墨材料進行倍率放電測試，測試流程如下：

首周0.6ma的恒定電流放電到5mv，然后恒壓放電，截止電流為0.06ma，0.1c恒流充電到2v；0.1c的恒定電流放電到5mv(表現(xiàn)的容量為“0.1c恒”)，然后恒壓放電(表現(xiàn)的容量為“0.1c總”)，截止電流為0.06ma，0.2c恒流充電到2v；之后倍率放電電流為0.2c，0.5c，1c，2c，3c；在3c后又回到0.2c，倍率充電電流均為0.1c。

表3為倍率性能測試結果，即不同倍率放電電流下的恒流比，恒流比＝恒流充電容量(“恒”)/總充電容量(“總”)，其中總充電容量＝恒流充電容量+恒壓充電容量。可以直觀地看出各實施例都有著優(yōu)異的倍率性能，實施例的3c/0.1c的容量保持率均在8％以上，較佳的實施例1～3的3c/0.1c的容量保持率達到16％以上，與結構設計相吻合。

表3

技術特征：

1.一種改性人造石墨材料的制備方法，其包括以下步驟：

s1、對人造石墨原料進行熱處理，得人造石墨a料；所述熱處理的溫度為400～700℃；

s2、對所述人造石墨a料進行石墨化處理，得人造石墨b料；

s3、采用酸溶液對所述人造石墨b料進行氧化處理，中和后干燥，得人造石墨c料；

s4、采用硬碳碳源對所述得人造石墨c料進行包覆處理，得人造石墨d料；

s5、對所述人造石墨d料進行碳化處理，后處理，即得。

2.根據(jù)權利要求1所述的改性人造石墨材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述人造石墨原料為石油生普焦、煅后石油焦、生針焦或煅后針焦，優(yōu)選為石油生普焦，所述石油生普焦的揮發(fā)分優(yōu)選為10～13％；

和/或，步驟s1中，在所述熱處理之前，對人造石墨原料進行粉碎和整形；

其中，所述粉碎采用的粉碎機優(yōu)選為機械磨，例如機械磨150機或機械磨500機；所述粉碎的粉碎收率較佳地為60.0～80.0％；所述粉碎后所述人造石墨原料的粒徑d50較佳地為6.5～8.5μm；

其中，所述整形采用的整形機優(yōu)選為間歇式整形機800；所述整形后所述人造石墨原料的粒徑較佳地滿足：最小粒徑dmin≥1.0μm，粒徑d50為7.0～9.0μm；

和/或，步驟s1中，所述人造石墨a料的揮發(fā)分為6～8％；

和/或，步驟s1中，所述人造石墨a料的粒徑d50為15.0～17.0μm，例如16.0μm；

和/或，步驟s1中，所述熱處理的保溫時間為2～9h，優(yōu)選3～8h，例如6h；

和/或，步驟s1中，所述熱處理在惰性氣氛下進行，所述惰性氣氛例如為氮氣氣氛或惰性氣體氣氛；

和/或，步驟s1中，所述熱處理的熱處理設備為臥式包覆釜，例如臥式包覆釜whr-8m3或whr-10m3；當所述熱處理在臥式包覆釜中進行時，所述臥式包覆釜的轉速較佳地為10～30hz，例如為25hz。

3.根據(jù)權利要求1所述的改性人造石墨材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述石墨化處理在石墨化爐中進行，優(yōu)選為石墨化坩堝爐；

和/或，步驟s2中，所述石墨化處理的石墨化溫度為2800～3200℃；

和/或，步驟s2中，所述石墨化處理的保溫時間為12～30天，優(yōu)選15天或20天；

和/或，步驟s2中，所述石墨化處理的送電時間為16～40h；

和/或，步驟s2中，所述人造石墨b料的粒徑d50為16.0μm～18μm，例如17.0μm。

4.根據(jù)權利要求1所述的改性人造石墨材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述酸溶液為硝酸、硫酸或兩者的混合溶液，優(yōu)選為硝酸和硫酸的混合溶液；或者，所述酸溶液為高錳酸鉀和硫酸的混合溶液；

其中，所述硝酸的摩爾濃度較佳地為10～14.4mol/l，例如為8mol/l或14mol/l；所述硫酸的摩爾濃度較佳地為10～18.4mol/l，例如16mol/l；當所述酸溶液為所述硝酸和硫酸的混合溶液時，所述硝酸和所述硫酸的體積比較佳地為1：(0.05～20)，更佳地為1:1；

和/或，步驟s3中，所述人造石墨b料和所述酸溶液的體積比為1：(1～5)，較佳地為1:2；

和/或，步驟s3中，所述氧化處理在常溫下進行即可；

和/或，步驟s3中，所述氧化處理的時間為5～20h，較佳地為10h；

和/或，步驟s3中，所述中和采用的堿溶液為堿金屬氫氧化物溶液，例如koh溶液；其中，所述koh溶液的摩爾濃度較佳地為1mol/l；

和/或，步驟s3中，所述干燥的設備為推板式炭化爐；所述干燥的溫度為100～300℃，優(yōu)選120℃；所述干燥的時間為5～15h。

5.根據(jù)權利要求1所述的改性人造石墨材料的制備方法，其特征在于，步驟s4中，所述包覆處理包括將所述人造石墨c料和所述硬碳碳源混料，然后進行熱處理；

和/或，步驟s4中，所述硬碳碳源為生物質(zhì)高分子材料或合成高分子材料，較佳地為淀粉；

和/或，步驟s4中，所述人造石墨c料和所述硬碳碳源的質(zhì)量比為100：(2～10)，較佳地為100:5；

和/或，步驟s4中，所述包覆處理的包覆設備為臥式包覆釜，例如臥式包覆釜whr-8m3或whr-10m3；當所述包覆在臥式包覆釜中進行時，所述臥式包覆釜的轉速優(yōu)選為10～30hz，例如為25hz；

其中，所述混料的時間較佳地為30～90min；所述混料的轉速較佳地為50r/min；

其中，所述包覆處理中熱處理的溫度較佳地為200～700℃，更佳地為200～500℃；所述熱處理的時間較佳地為3～9h，例如7h；

和/或，步驟s4中，所述人造石墨d料的粒徑d50為14.5～16.5μm，例如15.5μm。

6.根據(jù)權利要求1所述的改性人造石墨材料的制備方法，其特征在于，步驟s5中，所述碳化處理采用的碳化爐為輥道式碳化爐；

和/或，步驟s5中，所述碳化處理在惰性氣氛下進行；

和/或，步驟s5中，所述碳化處理的溫度為900～1300℃，較佳地為1150～1200℃；所述碳化處理的時間為6～20h；較佳地，所述碳化處理為在900恒溫處理10h；

和/或，步驟s5中，所述后處理包括混料、篩分和除磁；較佳地，所述后處理包括一遍混料、一遍篩分和一遍除磁。

7.一種改性人造石墨材料，其由權利要求1～6中任一項所述的改性人造石墨的制備方法制得。

8.根據(jù)權利要求7所述的改性人造石墨材料，其特征在于，所述改性人造石墨材料的顆粒為核殼結構，包括石墨內(nèi)核和硬碳外殼，所述石墨內(nèi)核的具有微孔結構；

和/或，所述改性人造石墨材料的粒徑d50為14.0～16.0μm；

和/或，所述改性人造石墨材料的粒徑d10為7.0～9.0μm；

和/或，所述改性人造石墨材料的粒徑d90為25.0～36.0μm；

和/或，所述改性人造石墨材料的振實密度≥0.95g/cm3，優(yōu)選≥1.0g/cm3；

和/或，所述改性人造石墨材料的比表面積bet≥2.0m2/g，優(yōu)選bet≥4.0m2/g。

9.一種鋰離子電池，其負極包含權利要求7或8所述的改性人造石墨材料。

10.一種權利要求7或8所述的改性人造石墨材料作為負極材料在鋰離子電池中的應用。

技術總結

本發(fā)明公開了一種改性人造石墨材料及其制備方法和應用、鋰離子電池。所述制備方法包括以下步驟：S1、對人造石墨原料進行熱處理，得人造石墨A料；S2、對所述人造石墨A料進行石墨化處理，得人造石墨B料；S3、采用酸溶液對所述人造石墨B料進行氧化處理，中和后干燥，得人造石墨C料；S4、采用硬碳碳源對所述得人造石墨C料進行包覆處理，得人造石墨D料；S5、對所述人造石墨D料進行碳化處理，后處理，即得。該制備方法簡單可控，所制得的改性人造石墨材料具有豐富的微孔結構，有利于鋰離子的快速脫嵌，以其作為負極材料的鋰離子電池的快充性能好、循環(huán)壽命長、安全性能高，綜合性能優(yōu)良。

技術研發(fā)人員：蔣守鑫;李富營;苗榮榮;王廣

受保護的技術使用者：上海杉杉科技有限公司

技術研發(fā)日：2021.06.24

技術公布日：2021.08.10