(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 202111533457.5 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 广东海洋大学 地址 524088 广东省湛江市麻章区海大路1 号 (72)发明人 赵娟　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11562 代理人 许佳 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/587(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种高倍率人造石墨基复合材料及其制备 方法与应用 (57)摘要 本发明公开一种高倍率人造石墨基复合材 料及其制备方法与应用， 属于锂离子电池负极材 料技术领域。 具体是将人造石墨前驱体粉体经过 石墨化得到人造石墨粉体， 人造石墨粉体与沥青 混合进行二次造粒， 然后进行高温炭化处理， 即 得到高倍率人造石墨基复合材料； 其中， 所述人 造石墨前驱体粉粒径为5 ‑8μm。 本发明的人造石 墨基复合材料电化学性能好， 放电容量在 360mAh/g以上， 首次充放电效率在86％以上； 该 复合负极材料的大电流充放电性能和循环性能 好， 大倍率(3C)300周循环容 量保持率85％以上。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114220974 A 2022.03.22 CN 114220974 A 1.一种高倍率人造石墨基复合材料， 其特征在于， 将人造石墨前驱体粉体经过石墨化 得到人造石墨粉体， 人造石墨粉体与沥青 混合进行二次造粒， 然后进 行高温炭化处理， 即得 到高倍率人造石墨基复合材 料； 其中， 所述人造石墨前驱体粉粒径为5 ‑8 μm。 2.根据权利要求1所述的高倍率人造石墨基复合材料， 其特征在于， 所述人造石墨粉体 与沥青的质量比为10 0:(10‑30)。 3.根据权利要求1所述的高倍率人造石墨基复合材料， 其特征在于， 所述沥青软化点 ≥ 240℃。 4.根据权利要求1所述的高倍率人造石墨基复合材料， 其特征在于， 所述二 次造粒得到 的颗粒粒径为12 ‑20 μm。 5.一种如权利要求1 ‑4任一项所述的高倍率人造石墨基复合材料的制备方法， 其特征 在于， 包括以下步骤： (1)将原料粉碎、 整形、 分级得到石墨前驱体粉体； (2)将步骤(1)得到的石墨前驱体粉体进行石墨化， 得到人造石墨粉体； (3)对步骤(2)得到的人造石墨粉体与沥青混合均匀后置于造粒反应釜中造粒， 得到二 次颗粒； (4)对步骤(3)得到的二次颗粒进行高温炭化， 冷却、 打散、 筛分处理， 得到高倍率人造 石墨基复合材 料。 6.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)中， 所述原料为石油焦、 针状 焦、 中间相焦、 沥青焦中的一种或几种。 7.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)中， 所述石墨化温度为2800 ‑ 3000℃， 时间为12 ‑48h。 8.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 所述造粒具体步骤为： 首 先在保护气体下将反应釜加热到沥青软化点以上10 ‑30℃， 搅拌1 ‑5h， 然后在氧气氛围下继 续搅拌2‑6h， 搅拌速率 为15‑40rpm， 得到粒径为12 ‑20 μm的颗粒。 9.根据权利 要求5所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(4)中， 所述炭化处理温度为800 ‑ 1200℃， 时间为1 ‑6h， 并且在保护气体氛围下进行。 10.一种如权利要求1 ‑4任一项所述的高倍率人造石墨基复合材料在锂离子电池中的 应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114220974 A 2一种高倍率人造石墨 基复合材料及其制备方 法与应用 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池负极材料技术领域， 具体涉及一种高倍率人造石墨基复合 材料及其制备 方法与应用。 背景技术 [0002]锂离子电池具有比容量高、 工作电压高、 安全性好、 无记忆效应等一系列的优点， 广泛应用于笔记本电脑、 移动电话和仪器仪表灯诸多便携式电子仪器设备中。 随着新能源 汽车的普及， 其应用范围已拓展到电动车汽车等领域。 近年来， 随着电子产品及车载与储能 设备对小 型化、 轻量化及 多功能、 长时间驱动化的要求不断提高， 对锂离子电池高能量密度 化、 高倍率性能且长循环寿命的要求 不断提升 。 [0003]负极材料作为电池核心部件之一， 对电池综合性能起着关键性作用。 在现有负极 材料种类中， 石墨类材料由于其具有较低的充放电平台、 理论嵌锂容量高、 导电性能好等优 点， 成为商业化锂离子电池负极材料。 人造石墨与电解液相容性好、 循环和倍率性能较佳， 是长循环寿命、 高倍率性能动力电池首选的负极材料。 但 一般的人造石墨(石油焦、 针状焦、 沥青焦)形状不规则、 比表面积大、 各向异性度高， 导致材料倍率性能较低。 因此， 提高人造 石墨负极的倍 率性能是负极材 料研究开发的重点。 [0004]为解决上述问题， 现有的技术是将平均粒径为5 ‑8 μm的石油焦或针状焦和粘结剂 混合加热搅拌， 通过二次造粒和石墨化高温处理， 将人造石墨负极材料的倍率提高到1C， 但 仍不能满足动力电池 对人造石墨负极材 料更高倍率的需求。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的问题， 本发明提供一种高倍率人造石墨基复合材料及其制备 方法与应用。 [0006]为解决上述问题， 本发明提供如下技 术方案： [0007]一种高倍率人造石墨基复合材料， 将 人造石墨前驱体粉体经过石墨化得到人造石 墨粉体， 人造石墨粉体与沥青混合进 行二次造粒， 然后进行高温炭化处理， 即得到高倍率人 造石墨基复合材料； 其中， 所述人造石墨前驱体粉粒径为5 ‑8 μm。 所述复合材料是人造石墨 外表面包覆有硬碳且通过硬碳粘结在一起， 其中人造石墨含量70％ ‑90％， 硬碳含量为6 ‑ 24％。 [0008]进一步地， 所述人造石墨粉体与沥青的质量比为10 0:(10‑30)。 [0009]进一步地， 所述沥青软化 点≥240℃。 [0010]进一步地， 所述二次造粒 得到的颗粒 粒径为12 ‑20 μm。 [0011]一种高倍 率人造石墨基复合材 料的制备 方法， 包括以下步骤： [0012](1)将原料粉碎、 整形、 分级得到石墨前驱体粉体； [0013](2)将步骤(1)得到的石墨前驱体粉体进行石墨化， 得到人造石墨粉体； [0014](3)对步骤(2)得到的人造石墨粉体与沥 青混合均匀后置于造粒反应釜中造粒， 得说　明　书 1/6 页 3 CN 114220974 A 3