(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111624425.6 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 深圳市翔丰华科技股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华 新区龙华 街道清祥路1号宝能科技园9栋C座20 楼J单元 申请人 福建翔丰华 新能源材 料有限公司 (72)发明人 宋宏芳　滕克军　白宇　赵东辉　 周鹏伟　 (74)专利代理 机构 厦门市新 华专利商标代理有 限公司 3 5203 代理人 吴成开　徐勋夫 (51)Int.Cl. H01M 4/587(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)C01B 32/21(2017.01) (54)发明名称 锂离子电池用低膨胀长循环石墨负极材料 的制备方法 (57)摘要 本发明公开一种锂离子电池用低膨胀长循 环石墨负极材料的制备方法， 包括以下步骤： 将 天然石墨放到高压炭化炉中， 通入碳源气体， 经 升压升温、 保温保压， 得到气相密实化的天然石 墨； 再将其与沥青按比例放入高效混合机中混合 使沥青包覆在天然石墨表面， 然后进行烧结， 得 到低膨胀长循环石墨负极材料。 先将气态的碳源 气体通过高压充分填充在蜷曲炭层的内部空隙 中， 并在一定温度上碳化， 实现天然石墨内表面 的改性， 再将沥青粉包覆在天然石墨表面， 实现 天然石墨外表 面的改性， 制备得到低膨胀长循环 的石墨负极材料， 解决了天然石墨作为负极时， 当碳包覆层脱落后， 电解液进入其内部孔隙， 导 致循环性能差以及安全性差等 瓶颈问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114430040 A 2022.05.03 CN 114430040 A 1.一种锂离子电池用低膨胀长循环石墨负极材料的制备方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： （1） 气相密实： 将天然石墨放到高压炭化炉中， 通入碳源气体， 升压升温， 在1MPa ‑20MPa下， 以20℃/ min的升温速度升温至 500‑700℃， 保温保压的时间为1 ‑4h， 得到气相密实化的天然 石墨； （2） 包覆： 将步骤 （1） 得到的气相 密实化的天然石 墨与沥青按照质量比100: （2 ‑10） 放入高效混合 机中混合20 ‑80min， 使沥青包覆在天然 石墨表面， 得到包覆后的天然 石墨； （3） 碳化： 将步骤 （2） 得到的包覆后的包覆天然石 墨置于氮气气氛保护炉中进行烧结， 以2 ‑25℃/ min的升温速率升至1100 ‑1500℃， 并保温3 ‑10小时， 除磁筛分后得到低膨胀长循环石墨负 极材料。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池用低膨胀长循环石墨负极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述 步骤 （1） 中的天然 石墨为球形石墨， 其D5 0=5‑20 μm。 3.根据权利要求1所述的锂离子电池用低膨胀长循环石墨负极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述步骤 （1） 中的碳源气体为甲烷、 乙炔、 乙烷、 丙炔、 丙烷的一种或一种以上的混 合物。 4.根据权利要求1所述的锂离子电池用低膨胀长循环石墨负极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述步骤 （2） 中的沥青为煤系沥青或者油系沥青的一种或两者的混合物， 其软化点 为50‑200℃， 其粒度D5 0=3‑10 μm。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114430040 A 2锂离子电池用低膨 胀长循环石墨负极材料的制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池领域技术， 尤其是指一种锂离子电池用低膨胀长循环石墨 负极材料的制备 方法。 背景技术 [0002]随着科技的发展及当今面临的严峻能源、 环境形势， 纯电动或混合动力汽车等高 端储能领域对更高能量密度和功 率密度的锂离子电池提出了迫切需求， 而锂离子电池的进 一步发展又主要取决于负极材料的嵌锂容量和大电流倍率性能能否在现有水平上大幅度 提升。 [0003]当前商业化的锂电池负极材料主要为改性天然石墨和人造石墨， 尽管制备技术已 相当成熟， 但其锂离子电池的要求逐渐提高， 尤其是对储能电池的长循环低膨胀要求十分 苛刻。 天然石墨储量丰富， 不需要昂贵的石墨化过程， 更符合国家双碳战略的需求， 但其循 环和膨胀始终是其弊端。 为了进一步提高其循环性能， 大多采用真空和加压的方法将改性 剂压入球形石墨的空隙中、 采用等静压处理， 将各种表面改性剂压入球形石墨的空隙中， 或 将天然鳞片石墨与熔融的沥青混合， 而后表面包覆沥青的天然鳞片石墨依次进行粉碎和整 形， 以减少空隙， 详情可参阅中国专利申请CN107814383B、 中国专利CN107814382B和中国专 利CN111232971B， 上述三种方法虽然都大幅提高了天然石墨的循环性能， 但都涉及沥青， 并 且都是通过固相法密实， 很难充分对天然石墨的空隙内部进行包覆， 包覆效率差。 因此， 有 必要对现有锂离 子电池用低膨胀长循环石墨负极材 料的制备 方法进行改进。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明针对现有技术存在之缺失， 其主要 目的是提供一种锂离子电池 用低膨胀长循环石墨负极材料 的制备方法， 其能对天然石墨的空隙内部进行充分包覆， 包 覆效率高。 [0005]为实现上述目的， 本发明采用如下之技 术方案： [0006]一种锂离 子电池用低膨胀长循环石墨负极材 料的制备 方法， 包括以下步骤： [0007](1)气相密实： [0008]将天然石墨放到高压炭化炉中， 通入碳源气体， 升压升温， 在1MP a‑20MPa下， 以20 ℃/min的升温速度升温至500 ‑700℃， 保温保压的时间为1 ‑4h， 得到气相密实化的天然石 墨； [0009](2)包覆： [0010]将步骤(1)得到的气相密实化的天然石墨与沥 青按照质量比100:(2 ‑10)放入高效 混合机中混合20 ‑80min， 使沥青包覆在天然 石墨表面， 得到包覆后的天然 石墨； [0011](3)碳化： [0012]将步骤(2)得到的包覆后的包覆天然石墨置于氮气气氛保护炉中进行烧结， 以2 ‑ 25℃/min的升温速率升至1100 ‑1500℃， 并保温3 ‑10小时， 除磁筛分后得到低膨胀长循环石说　明　书 1/6 页 3 CN 114430040 A 3