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CN111048785A - 负极材料及其制备方法、电极片和电池 - Google Patents

负极材料及其制备方法、电极片和电池 Download PDF

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CN111048785A
CN111048785A CN201911383173.5A CN201911383173A CN111048785A CN 111048785 A CN111048785 A CN 111048785A CN 201911383173 A CN201911383173 A CN 201911383173A CN 111048785 A CN111048785 A CN 111048785A
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吴泽轶
吴云胜
胡晓东
王少鹏
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袁长斌
石九菊
何晓云
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Sichuan Jintaineng New Material Co ltd
Shenzhen Kingrunning Energy Materials Co ltd
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Sichuan Jintaineng New Material Co ltd
Shenzhen Kingrunning Energy Materials Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种负极材料及其制备方法、电极片和电池。该负极材料的制备方法，包括以下步骤：将粘和剂液态化，得到粘合液，粘合剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；将鳞片石墨加热至与粘合剂的液态化温度相同后与粘合液混合，得到混合物；将混合物球形化，得到球形颗粒；将球形颗粒与包覆剂混合，得到包覆物，包覆剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；及将包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h，得到负极材料。上述负极材料的制备方法成本低、操作简便且环保。

Description

负极材料及其制备方法、电极片和电池
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，特别是涉及一种负极材料及其制备方法、电极片和电池。
背景技术
天然石墨结晶程度高，作为锂离子电池负极材料具有很高的容量(接近石墨理论容量372mAh/g)。与人造石墨相比，天然石墨由于其不需要人工石墨化，因而成本低，且品质更稳定。
天然鳞片石墨为层状结构呈各向异性，且天然鳞片石墨微粉的松装密度和振实密度太低，导致制备浆料和涂布困难，所以不利电池极片的制备。因此目前应用于锂离子电池的天然石墨大多是球形化的鳞片石墨。其中，天然石墨的球形化工艺如下：首先把天然鳞片石墨粉粉碎成适宜的粒度，然后再进行去棱角化的加工处理，使之最终形成椭球形或类球形的外形，同时利用分级装置将球形颗粒与去棱角化过程中剥离下来的细粉分离开来，便可得到正态分布的球形石墨。在球形化过程中，鳞片石墨发生塑性变形，弯曲叠合的鳞片石墨之间的作用力为较弱的范德华力或物理咬合力，内部往往存在大量缝隙，即在球形石墨内部形成内表面。因此通常通过包覆以将球形石墨内部的缝隙掩盖，同时通过包覆使得球形化后的石墨结构得以强化。
但是，经过球形化和包覆的改性球形石墨应用于锂离子电池时，随着电池循环次数的增加，包覆层由于不断充放电容易发生破裂，随之电解液便会渗入到球形石墨内部缝隙，与球形石墨的内表面不断发生副反应，生产气体，破坏材料结构，劣化电池性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种负极材料的制备方法，以该方法制备的负极材料能够提升电池的首次库伦效率、倍率性能和循环性能，并且该方法简便、制备成本低的。
一种负极材料的制备方法，包括以下步骤：
将粘和剂液态化，得到粘合液，所述粘合剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；
将鳞片石墨加热至与所述粘合剂的液态化温度相同后与所述粘合液混合，得到混合物；
将所述混合物球形化，得到球形颗粒；
将所述球形颗粒与包覆剂混合，得到包覆物，所述包覆剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；及
将所述包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h，得到负极材料。
上述负极材料的制备方法通过将液态化的粘合剂与鳞片石墨混合后进行球形化，使得球形化后的石墨内部被粘合剂填充而形成内部缝隙更小或更少的球形颗粒，实现球形化后的石墨致密化。一方面，该方法通过常规球形化设备和常规加热设备即可完成，无需投入成本高的高温高压设备，例如等静压机，生产成本低，安全性高。另一方面，上述负极材料的制备方法在球形化后也无需进行破碎处理，精简了制备步骤及制备成本。此外，上述负极材料的制备方法无需有机溶剂，降低成本的同时对环境友好。
在其中一个实施例中，所述包覆剂为粉末状的沥青，所述沥青的中位粒径为1μm～5μm。
在其中一个实施例中，所述粘合剂为沥青，所述沥青的液态化温度为50℃～300℃。
在其中一个实施例中，所述鳞片石墨的中位粒径为10μm～60μm。
在其中一个实施例中，所述球形颗粒与所述包覆剂的质量之比为99:1～95:5。
在其中一个实施例中，所述鳞片石墨与所述粘合液的质量之比为99:1～85:15。
在其中一个实施例中，所述将所述包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h的步骤在惰性气氛下进行。
上述负极材料的制备方法制得的负极材料。
一种电极片，包括上述负极材料。
一种锂电池，包括上述电极片。
附图说明
图1为实施例4的球形颗粒的剖面图；
图2为实施例4的球形颗粒的微观形貌图；
图3为对比例4的球形颗粒的剖面图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的部分实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
一实施方式的负极材料的制备方法，包括步骤S110～步骤S150。具体地：
步骤S110、将粘和剂液态化，得到粘合液，粘合剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种。
粘合剂一方面能够填补经球形化的鳞片石墨之间的孔隙，以在石墨外部的包覆层脱落后，作为阻挡层阻止电解液与石墨内部的直接接触，进而避免石墨与电解液发生副反应而使得石墨结构破坏；二方面粘合剂在后续过程经炭化后形成结晶度较低的石墨产物，更利于锂离子的嵌入与脱嵌，进而提高锂电池的倍率性能；三方面粘合剂在高温处理后形成较低结晶度的石墨，与孔隙两侧的鳞片石墨形成碳-碳键，使球形石墨的结构更稳定。
进一步地，粘合剂的残炭率为30％～80％，越高越好。优选地，粘合剂的残炭率为50％～70％。需要说明的是，粘合剂的残炭率是指粘合剂在900℃～2500℃条件下炭化处理1h～10h后，残留下来的物质重量与粘合剂初始重量的百分比。
将粘合剂液态化是为了粘合剂与鳞片石墨能够混合更均匀。优选地，粘合剂的液态化温度为50℃～300℃。需要说明的是，将粘合剂态化是指将粘合剂由其他形态转变为液态，例如将固态的粘合剂转变为液态。
在其中一个实施例中，粘合剂为沥青与焦油的混合物。优选地，粘合剂为沥青。进一步地，粘合剂为液态化温度为50℃～300℃的沥青。
步骤S120、将鳞片石墨加热至与粘合剂的液态化温度相同后与粘合液混合，得到混合物。
将鳞片石墨加热至与沥青液态化温度一致后再将二者进行混合，能够使沥青均匀包覆在鳞片石墨表面，在球形化过程中液态化的沥青跟随鳞片石墨弯曲叠合，并保留在球形化后的石墨内部，填充鳞片石墨之间的缝隙。
鳞片石墨的中位粒径为10μm～60μm。采用中位粒径为10μm～60μm的鳞片石墨能够确保经整形后其粒径能直接达到实用要求，进而避免在炭化结束后还需要进一步破碎和分级处理等操作，因而也避免了破碎对包覆后的石墨的表面的二次伤害，进而更利于提高包覆后的石墨作为负极材料的电池的首次效率和循环性能。优选地，鳞片石墨的中位粒径为10μm～35μm。
在其中一个实施例中，还包括由天然石墨制备中位粒径为10μm～60μm的鳞片石墨的步骤。具体地，将天然石墨经机械冲击式超细粉磨机粉碎后经气流分级，得到中位粒径为10μm～60μm的鳞片石墨。需要说明的是，此处的天然石墨可以是粒径较大的鳞片石墨，也可以是其他天然石墨，只要能够制备得到中位粒径为10μm～60μm的鳞片石墨即可。
鳞片石墨与粘合液的质量之比为99:1～85:15。在鳞片石墨与粘合液的质量之比为99:1～85:15时，粘合液能够均匀地粘合在鳞片石墨的表面，也便于后续球形化过程中粘合剂能够包含在球形石墨的内部。进一步地，鳞片石墨与粘合液的质量之比为97:3～88:12。优选地，鳞片石墨与粘合液的质量之比为90:10～85:15。
在其中一个实施例中，粘合剂的液态化温度为50℃～300℃。此时，将鳞片石墨的加热至50℃～300℃后与粘合液混合。
在其中一个实施例中，在将鳞片石墨与粘合液混合之后，冷却，得到混合物。
步骤S130、将混合物球形化，得到球形颗粒。
具体地，采用振动磨机或机械融合机对混合物球形化，得到球形颗粒。球形颗粒的孔隙率为不超过20％。优选地，球形颗粒的孔隙率为5％～20％。
步骤S140、将球形颗粒与包覆剂混合，得到包覆物，包覆剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种。
在球形颗粒上包覆一层包覆剂能够阻挡电解液向球形颗粒中渗透。
在其中一个实施例中，包覆剂选自沥青及酚醛树脂中的至少一种。优选地，包覆剂为粉末状沥青。进一步地，粉末状沥青的中位粒径为1μm～5μm。
球形颗粒与包覆剂的质量之比为99:1～95:5。优选地，球形颗粒与包覆剂的质量之比为99:3～95:5，在确保球形颗粒包覆的完全性的同时，避免球形颗粒之间的粘结。
步骤S150、将包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h，得到负极材料。
经900℃～2500℃加热处理1h～10h后，粘合剂形成结晶度较低的石墨填充在弯曲叠合的鳞片石墨之间，与鳞片石墨形成碳-碳键，对球形化后的石墨结构起到强化效果，从而也减小充放电过程的膨胀，提高循环性能。而且，粘合剂经加热处理后形成结晶度较低的石墨填充在鳞片石墨之间，该低结晶度的石墨层间距较鳞片石墨更大，更利于锂离子的嵌入与脱嵌，进而提高锂电池的倍率性能。
采用900℃～2500℃的加热处理能够确保球形颗粒内部由粘合剂加热处理而形成的填充物和表层包覆剂经加热处理而形成的包覆层的石墨化度低于鳞片石墨，进而保证其倍率性能。优选地，加热处理的温度为1100℃～2500℃；加热处理的时间为2h～6h。
进一步地，在将包覆物加热处理的步骤之后，还包括筛分的步骤。具体地，将包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h，得到加热处理产物；冷却后将加热处理产物进行筛分，得到负极材料。优选地，筛选中位粒径为8μm～22μm的加热处理产物作为负极材料。
在其中一个实施例中，加热处理在惰性气氛下进行。
上述负极材料的制备方法至少具有以下优点：
(1)成本低、操作简便且环保：首先，上述负极材料的制备方法通过液态化的粘合剂与鳞片石墨混合后进行球形化，使得球形化后的石墨内部因粘合剂填充而形成内部缝隙更小或更少的球形颗粒，实现球形化后的石墨致密化。上述操作通过常规球形化设备和常规加热设备即可完成，无需投入成本高的高温高压设备，例如等静压机，生产成本低，安全性高。其次，上述负极材料的制备方法在球形化后也无需进行破碎处理，精简了制备步骤及制备成本。此外，上述负极材料的制备方法也无需有机溶剂，降低成本的同时对环境友好。
(2)制备得到的产品性能好：按照上述负极材料的制备方法制备的负极材料是通过碳-碳键将弯曲叠合的鳞片石墨之间连接起来，对石墨的结构起到有效的强化效果，从而也减小充放电过程的膨胀，提高循环性能，弯曲叠合的鳞片石墨之间的粘合剂经加热处理而形成的填充物的结晶度低、石墨层间距较大，更利于锂离子的嵌入与脱嵌，进而提高锂电池的倍率性能。其次，弯曲叠合的鳞片石墨之间的粘合剂经加热处理后形成填充物而使得负极材料致密化，有效减少循环过程中电解液进入到球形石墨内部，避免电解液与石墨内部发生产气的副反应而破坏石墨结构，提高循环性能。此外，上述负极材料的制备方法通过直接筛分便得到负极材料，无需粉碎分级处理，原料利用率高，成本低；且材料表面不受二次伤害，有利于材料的首次库伦效率和循环性能。
上述负极材料的制备方法制得的负极材料在制备电极片中的应用。
一实施方式的电极片，包括上述负极材料。具体地，上述电极片为负极片。
上述电极片包括上述负极材料。当上述电极片应用于锂电池时，能够使得锂电池具有良好的循环性能和倍率性能。
一实施方式的电池，包括上述电极片。具体地，上述电池为锂电池。
上述电池包括上述极片，具有良好的循环性能和倍率性能。
具体实施例
以下结合具体实施例进行详细说明。以下实施例如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中采用药物和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。
需要说明的是，以下实施例和对比例中的鳞片石墨购于青岛海达石墨有限公司，型号为高纯石墨LG35-99；沥青购于德国吕特格集团(RüTGERS Group)，型号为ZL250M。
实施例1
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径(D50)为30μm的鳞片石墨。
2)将步骤1)得到的中位粒径为30μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为30μm的鳞片石墨和液化沥青按质量比93:7混合均匀，冷却，得到混合物。
4)球形化：将3)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至3μm的沥青按质量比95:5混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于2500℃将包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为实施例1的负极材料。
实施例2
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为30μm的鳞片石墨；
2)将中位粒径为30μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为30μm的鳞片石墨和液化沥青按质量比88:12混合均匀，冷却，得到混合物。
4)球形化：将3)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:5混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于2500℃将5)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为实施例2的负极材料。
实施例3
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为30μm的鳞片石墨；
2)将中位粒径为30μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为30μm的鳞片石墨和液化沥青按质量比93:7混合均匀，冷却，得到混合物。
4)球形化：将3)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:5混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于1100℃将5)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为实施例3的负极材料。
实施例4
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为15μm的鳞片石墨；
2)将中位粒径为15μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为15μm的鳞片石墨和沥青按质量比93:7混合均匀，冷却，得到混合物。
4)球形化：将3)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。采用扫描电镜拍摄球形颗粒及其剖面，结果如图1～2所示。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:5混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于2500℃将5)得到的包覆物进行炭化处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为实施例4的负极材料。
实施例5
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为20μm的鳞片石墨；
2)将中位粒径为20μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为20μm的鳞片石墨和沥青按质量比93:7混合均匀，冷却，得到混合物。
4)球形化：将3)制备的混合物放入机械融合机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:3混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于2500℃将5)得到的包覆物进行炭化处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为实施例5的负极材料。
对比例1
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为30μm的鳞片石墨；
2)球形化：将1)制备中位粒径为30μm的鳞片石墨放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
3)配料：将2)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:5混合均匀，得到包覆物。
4)在惰性气体保护下，于2500℃将3)得到的包覆物进行炭化处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为对比例1的负极材料。
对比例2
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为28μm的鳞片石墨；
2)球形化：将1)制备的中位粒径为28μm的鳞片石墨放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
3)配料：将2)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:3混合均匀，得到包覆物。
4)在惰性气体保护下，于1100℃将3)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为对比例2的负极材料。
对比例3
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为30μm的鳞片石墨；
2)球形化：将1)制备的中位粒径为30μm的鳞片石墨放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
3)配料：将2)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比92:8混合均匀，得到包覆物。
4)在惰性气体保护下，于1100℃将3)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为对比例3的负极材料。
对比例4
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为15μm的鳞片石墨；
2)配料：将加热后的中位粒径为15μm的鳞片石墨和沥青按质量比93:7混合均匀，冷却。
4)球形化：将2)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。采用扫描电镜拍摄球形颗粒的剖面，结果如图3所示。
5)配料：将3)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:3混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于2500℃将5)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为对比例4的负极材料。
对比例5
1)原料准备：鳞片石墨经机械冲击式超细粉磨机(CM61型)粉碎、气流分级机(QF6型)分级，获得中位粒径为30μm的鳞片石墨；
2)将中位粒径为30μm的鳞片石墨加热至280℃；将沥青加热280℃，使沥青完全液态化，得到液化沥青。
3)配料：将加热后的中位粒径为30μm的鳞片石墨和沥青按质量比93:7混合均匀，冷却。
4)球形化：将3)制备的混合物放入振动磨机内对其外形进行修整，实现球形化，得到球形颗粒。
5)配料：将4)制备的球形颗粒与粉碎至中位粒径为3μm的沥青按质量比95:3混合均匀，得到包覆物。
6)在惰性气体保护下，于3200℃将5)得到的包覆物进行加热处理4h，得到加热处理产物。冷却后采用超声振动筛筛分(筛网目数325目)，筛下物即为对比例5的负极材料。
测试：
(1)采用美国康塔公司比表面积测试仪(型号：NOVA 4000e)测试各实施例和各对比例的负极材料的比表面积。
(2)采用德国Julob公司超级恒温水浴(型号：F34)测试各实施例和各对比例的负极材料的真密度。
(3)采用英国马尔文公司的激光粒度仪(型号：3000)测试各实施例和各对比例的负极材料的粒径。
(4)采用中国钢铁研究总院振实密度测定仪(型号：FZS4-4B)测试各实施例和各对比例的负极材料的振实密度。
(5)将各实施例和各对比例的负极材料制作成负极片，然后组装成扣式半电池，然后按照如下充放电程序在武汉蓝电电池测试仪测试首次可逆容量(比容量)和首次库伦效率。其中：
负极片的制备过程如下：羧甲基纤维素(CMC)的水溶液中加入超导电炭黑SP，搅拌均匀，然后加入负极材料，搅拌均匀，再加入丁苯橡胶(SBR)，搅拌均匀，得到负极浆料；在铜箔的一面均匀涂覆负极浆料，干燥后得到半电池的负极片。且负极片的单面面密度为8mg/cm2～9mg/cm2，且负极浆料中的各组分的质量比为：负极材料：CMC：SP：SBR：H2O＝96：5：1：1：1.5：110。
扣式半电池的制备过程如下：将涂好单面的负极片放入温度为110℃的真空干燥箱中真空干燥12小时，取出负极片在辊压机上滚压，备用。电池的装配在充有氩气的德国布劳恩手套箱中进行，电解液为1M LiPF6 EC：DEC：DMC＝1：1：1(体积比)，金属锂片为对电极。
(6)在铜箔的两面均匀的涂覆上述负极浆料，干燥后得到全电池的负极片(双面面密度控制在16mg/cm2～18mg/cm2)，按当前常规锂离子电池制备方法制备软包电池。化成、分容，备用。
负极片的膨胀率测试：测试铜箔的厚度d和负极片的初始厚度D0；将电池0.5C放电4.2V，4.2V恒压充电至0.2C电流后，在充有氩气的德国布劳恩手套箱中拆开电池，测试负极片的厚度D1，则负极片的膨胀率＝(D1-D0)/(D0-d)*100％。
循环性能测试：武汉蓝电电池测试仪进行，充放电电压范围为2.75V至4.2V，充放电倍率为1C，循环充放电500周。
倍率性能(5C容量保持率)测试：分别在0.5C倍率下恒流充电至4.2V，4.2V恒压充电至0.2C，充电容量记为C1，然后5C倍率放电至2.75V，放电容量记为C2，则容量保持率＝C2/C1*100％。
测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002342780950000161
从表1中可以看出：
1)从振实密度和真密度来看，实施例1～5由于球形石墨内部被加热处理后的粘合剂填充，其密度均比对比例高。
2)从5C倍率的容量保持率来看，实施例1和实施例3容量保持率均比对比例1、对比例4和对比例5要高，表明采用实施例1和实施例3的负极材料能使电池具有更优的倍率性能。
3)从满电的膨胀率来看，实施例1和实施例3容量保持率均比对比例1、对比例4和对比例5要低，表明实施例1和实施例3的负极材料的球形结构得以强化，结构更加稳定。
4)从500周循环后的容量保持来看，实施例1和实施例3容量保持率均比对比例1、对比例4和对比例5要高，表明实施例1和实施例3的负极材料的循环性能得以提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粘和剂液态化，得到粘合液，所述粘合剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；
将鳞片石墨加热至与所述粘合剂的液态化温度相同后与所述粘合液混合，得到混合物；
将所述混合物球形化，得到球形颗粒；
将所述球形颗粒与包覆剂混合，得到包覆物，所述包覆剂选自沥青、焦油及酚醛树脂中的至少一种；及
将所述包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h，得到负极材料。
2.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述包覆剂为粉末状的沥青，所述沥青的中位粒径为1μm～5μm。
3.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为沥青，所述沥青的液态化温度为50℃～300℃。
4.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述鳞片石墨的中位粒径为10μm～60μm。
5.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述球形颗粒与所述包覆剂的质量之比为99:1～95:5。
6.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述鳞片石墨与所述粘合液的质量之比为99:1～85:15。
7.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述将所述包覆物在900℃～2500℃条件下加热处理1h～10h的步骤在惰性气氛下进行。
8.根据权利要求1～7任一项所述的负极材料的制备方法制得的负极材料。
9.一种电极片，其特征在于，包括权利要求8所述的负极材料。
10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求9所述的电极片。
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