本發明涉及天然石墨基負極材料制備，具體為高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術。

背景技術：

1、鋰離子電池憑借其高比能量、高工作電壓、充放電速度快、循環壽命長、安全無污染等優點，己經成功取代其他二次電池，成為移動電話、筆記本電腦和攝錄像機等小型電子產品的主要能源，而且大大地推動了電動汽車的產業化進程，許多國家也己經全面啟動鋰離子電池在軍事和航空航天領域的開發，這就對鋰離子電池提出來了更高的要求。電極材料是提高鋰離子電池性能的關鍵所在，直接影響電池的充放電性能，自從20世紀90年代初鏗離子電池誕生并成功商品化以來，負極材料一直是一個研究的焦點。到目前為止，主要研究的負極材料包括石墨、無定形碳、合金和金屬氧化物等，其中石墨占據了鋰離子電池負極材料市場的主導地位，市場占有率高達90％，研究也最為成熟并己成功應用于中小型電子產品。

2、天然石墨結晶度高，導電性好，具有良好的層狀結構，更適合充放電過程中鋰離子的嵌入和脫出，并且天然石墨資源儲量豐富、價格低廉，因此石墨負極材料一直是包括杉杉、貝特瑞在內的世界六大電池企業的研究及開發重點。

3、目前對于鋰離子負極材料主要提供充放電穩定性和充放電容量，主要是通過表面改性從而鈍化表面的石墨化，從而提高穩定性，但是目前制得的石墨負極材料結構不穩定、一次充電容量低，因此，有必要進行改進。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，包括制備高容量天然石墨基負極材料，高容量天然石墨基負極材料制備方法如下：

3、a、首先將原材料混合，加入球磨機中球磨，得到混合物a；

4、b、將混合物a加入預熱爐中進行加熱預熱；

5、c、將預熱后的混合物轉移至高溫爐中進行高溫炭化，并在炭化過程中通入惰性氣體；

6、d、然后再轉移到高溫石墨爐中進行石墨化反應，再對高溫石墨化后材料進行球磨，制備得到所需的高容量天然石墨基負極材料。

7、優選的，所述步驟a中原材料組分按重量份數包括天然石墨50-80份、單壁碳納米管40-60份、納米多孔硅20-30份、改質瀝青顆粒20-40份。

8、優選的，所述步驟a中原材料組分優選的成分配比包括天然石墨65份、單壁碳納米管50份、納米多孔硅25份、改質瀝青顆粒30份。

9、優選的，所述步驟a中球磨過程中球磨轉速為2000-3000r/min，時間為20min-30min。

10、優選的，所述步驟b中預熱溫度為300℃-400℃，預熱時間為50min-60min。

11、優選的，所述步驟c中在氮氣氣氛保護下進行碳化，碳化的過程是先以2℃-3℃/min的速率升至500℃-540℃，并在該溫度下保持2h-3h；接下來以1℃-2℃/min的速率升至580℃-650℃并保持2h-3h；最后以2-6℃/min的速率升至760-960℃，同樣在該溫度下保持2h-3h，得到炭化材料。

12、優選的，所述步驟d中高溫石墨爐中進行石墨化反應溫度為2000-2400℃，石墨化反應時間為2-3h。

13、優選的，所述步驟d中球磨過程中球磨轉速為4000-5000r/min，時間為20min-30min。

14、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

15、(1)本發明采用的高容量天然石墨基負極材料制備方法制得的負極材料具有高導電性，能有效降低負極的內阻，從而實現較高的電容量、充放電速度及大電流充放電性能。

16、(2)本發明對氣氛、溫度、原料要求不高，具有操作簡單，流程短，成本低廉的優點，得到的高容量天然石墨基負極材料導電效率高。

17、(3)本發明的高溫炭化步驟能夠提高反應效率，降低高溫石墨化過程反應界面，能夠使充放電效率提升至97.5％以上。

技術特征：

1.高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：包括制備高容量天然石墨基負極材料，高容量天然石墨基負極材料制備方法如下：

2.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟a中原材料組分按重量份數包括天然石墨50-80份、單壁碳納米管40-60份、納米多孔硅20-30份、改質瀝青顆粒20-40份。

3.根據權利要求2所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟a中原材料組分優選的成分配比包括天然石墨65份、單壁碳納米管50份、納米多孔硅25份、改質瀝青顆粒30份。

4.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟a中球磨過程中球磨轉速為2000-3000r/min，時間為20min-30min。

5.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟b中預熱溫度為300℃-400℃，預熱時間為50min-60min。

6.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟c中在氮氣氣氛保護下進行碳化，碳化的過程是先以2℃-3℃/min的速率升至500℃-540℃，并在該溫度下保持2h-3h；接下來以1℃-2℃/min的速率升至580℃-650℃并保持2h-3h；最后以2-6℃/min的速率升至760-960℃，同樣在該溫度下保持2h-3h，得到炭化材料。

7.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟d中高溫石墨爐中進行石墨化反應溫度為2000-2400℃，石墨化反應時間為2-3h。

8.根據權利要求1所述的高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，其特征在于：所述步驟d中球磨過程中球磨轉速為4000-5000r/min，時間為20min-30min。

技術總結
本發明公開了高容量天然石墨基負極材料的充放電效率提升技術，包括制備高容量天然石墨基負極材料，高容量天然石墨基負極材料制備方法如下：A、首先將原材料混合，加入球磨機中球磨，得到混合物A；B、將混合物A加入預熱爐中進行加熱預熱；C、將預熱后的混合物轉移至高溫爐中進行高溫炭化，并在炭化過程中通入惰性氣體；D、然后再轉移到高溫石墨爐中進行石墨化反應，再對高溫石墨化后材料進行球磨，制備得到所需的高容量天然石墨基負極材料。本發明采用的高容量天然石墨基負極材料制備方法制得的負極材料具有高導電性，能有效降低負極的內阻，從而實現較高的電容量、充放電速度及大電流充放電性能。

技術研發人員：陳瑞,陳庚,韓軍,高揚,付強
受保護的技術使用者：蘿北奧星新材料有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28