[01301199]锂离子电池高性能石墨负极材料产品开发

锂离子电池由于具有能量密度高、无污染、循环寿命长等特点,迅速成为发展速度最快和市场销售额最大的电池体系,成为手机、笔记本电脑等便携式电子设备的首选电源,并逐渐向电动汽车领域扩张。随着经济发展和社会进步,人们对锂离子电池容量的性能提出了更高的要求,迫切需要提高锂离子电池的各项性能。 负极材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一,常用的为石墨类材料,如石墨化中间相碳微球（MCMB）、改性球化天然石墨和破碎状人造石墨等。其中MCMB制备过程复杂、价格昂贵,使这类材料的发展受到限制。其次,改性球化天然石墨的循环性能差,通常不能直接使用,进行包覆改性后循环性能仍然较差。而破碎人造石墨具有制备工艺简单,成本低等优点,同时循环性能好、容量高、平均电压高,是理想的负极材料。但我国生产的这类材料档次较低,高端 材料依靠国外进口,为了提升我国锂离子电池企业核心竞争能力,开发高性能破碎石墨负极材料成为我亟待解决的难题。 本项目在沥青调制催化石墨化材料研发及工业化生产任务完成的前提下,在粉体技术工艺性能改进的小试研究基础上,进行粉体工艺性能调整的中试研究,从多相流体力学原理入手,研究设计中试球化转子,并利用实验研究其放大效应。利用机械整形和沥青包覆改性对石墨粉体进行改性,使堆密度达1.05 g/cm3,比表面积减小至1.9 m2/g,比容量达367 mAh/g,首次充放电效率达94.5%,400次循环后容量保持率达85%以上。 本项目获得的石墨负极材料性能指标达到并部分超过国外高端破碎石墨的性能指标,成果通过辽宁省教育厅的鉴定,使我国掌握了高性能破碎石墨负极材料制备产业化技术,实现材料的国产化。并且开发了乳化沥青包覆及其实现沥青包覆新型包覆炭化一体化设备等系列拥有自主知识产权的新技术。