一种锂离子电池复合负极材料及制备方法和锂离子电池

摘要

本发明公开一种锂离子电池复合负极材料及制备方法和锂离子电池，涉及锂离子电池领域，所述锂离子电池复合负极材料包括石墨复合结构以及硬炭；所述硬炭填充于相邻所述石墨复合结构的间隙；所述石墨复合结构包括骨架、包覆层以及粘结层；所述包覆层包覆于所述骨架的外部；所述粘结层位于所述骨架与所述包覆层之间；其中所述骨架为天然石墨；所述包覆层以及所述粘结层均为软炭。本发明提供的锂离子电池复合负极材料，通过该多结构复合负极材料各成分之间的协同作用，使得该复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池对高能量密度、高倍率性能以及高首次效率的需求。

权利要求

1.一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括：S1：将天然石墨、高软化点沥青、植物系高分子材料混合均匀，得到混合原料；

S2：将所述混合原料置于带有搅拌装置的第一加热炉中，于惰性气氛、100℃‑900℃温度下对所述混合原料进行第一次碳化处理，得到粉末A；

S3：将所述粉末A置于第二加热炉中，于惰性气氛、900℃ 1400℃温度下对所述粉末A进~

行第二次碳化处理，得到粉末B;S4：将所述粉末B置于第三加热炉中，于惰性气氛、2800℃ 3000℃温度下对所述粉末B~

进行石墨化处理，得到锂离子电池复合负极材料；

所述锂离子电池复合负极材料包括石墨复合结构以及硬碳；

所述硬碳填充于相邻所述石墨复合结构的间隙；

所述石墨复合结构包括骨架、包覆层以及粘结层；

所述包覆层包覆于所述骨架的外部；

所述粘结层位于所述骨架与所述包覆层之间；

其中所述骨架为天然石墨；

所述包覆层以及所述粘结层均为软碳。

2.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述天然石墨、所述高软化点沥青、所述植物系高分子材料的质量比范围为100：（10 30）：（20 40）。

~ ~

3.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述天然石墨为鳞片状；所述鳞片状天然石墨的粒径范围为1 15μm。

~

4.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述高软化点沥青包括煤沥青、石油沥青、中间相沥青中的至少一种；所述高软化点沥青的粒径范围为

1 30μm；所述植物系高分子材料包括蔗糖、纤维素、淀粉中的至少一种；所述植物系高分子~

材料的粒径范围为1 30μm。

~

5.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述于惰性气氛、100℃ 900℃温度下对所述混合原料进行第一次碳化处理包括：于惰性气氛下，以1~ ~

10℃/min的升温速率升温至100℃ 900℃对所述混合原料进行第一次碳化处理10 20h。

~ ~

6.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述于惰性气氛、900℃ 1400℃温度下对所述粉末A进行第二次碳化处理包括：于惰性气氛下，以1 10~ ~

℃/min的升温速率升温至900℃ 1400℃对所述粉末A进行第二次碳化处理10 20h。

~ ~

7.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述于惰性气氛、2800℃ 3000℃温度下对所述粉末B进行石墨化处理包括：于惰性气氛下，以1 10℃/~ ~

min的升温速率升温至2800℃ 3000℃对所述粉末B进行石墨化处理10 20h。

~ ~

8.如权利要求1 7任一项所述的锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，所~

述惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛中的至少一种。

9.一种锂离子电池复合负极材料，其特征在于，所述锂离子电池复合负极材料采用权利要求1所述的制备方法制得。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池复合负极材料。

说明书

一种锂离子电池复合负极材料及制备方法和锂离子电池

技术领域

[0001] 本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池复合负极材料及制备方法和锂离子电池。

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、寿命长、无记忆效应等一系列优点，广泛应用于计算机、通信、消费类电子产品以及动力装置和储能设备领域。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，
对锂离子电池性能的要求也不断提升。

[0003] 负极材料作为电池核心部件之一，对锂离子电池综合性能的提升起到关键作用。目前锂离子电池的负极材料以石墨类碳材料占主导地位，其中天然石墨因具有较高的充放
电容量、良好的充放电平台、来源丰富、成本低廉等优点而具有广泛的应用前景，但是天然
石墨材料为各相异性结构，由天然石墨制备的锂离子电池负极材料在极片涂布辊压过程
中，天然石墨颗粒容易形成平行集流体的定向排列电极结构，在整个电极上产生一致的取
向，在锂离子电池的充放电循环过程中，石墨层形变显著，使得负极材料脱嵌锂膨胀大，能
量密度低。

[0004] 鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

[0005] 为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种锂离子电池复合负极材料，所述锂离子电池复合负极材料包括石墨复合结构以及硬碳；

[0006] 所述硬碳填充于相邻所述石墨复合结构的间隙；

[0007] 所述石墨复合结构包括骨架、包覆层以及粘结层；

[0008] 所述包覆层包覆于所述骨架的外部；

[0009] 所述粘结层位于所述骨架与所述包覆层之间；

[0010] 其中所述骨架为天然石墨；

[0011] 所述包覆层以及所述粘结层均为软碳。

[0012] 本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，用于制备上述的锂离子电池复合负极材料，包括：

[0013] S1：将天然石墨、沥青、植物系高分子材料混合均匀，得到混合原料；

[0014] S2：将所述混合原料置于带有搅拌装置的第一加热炉中，于惰性气氛、100℃～900℃温度下对所述混合原料进行第一次碳化处理，得到粉末A；

[0015] S3：将所述粉末A置于第二加热炉中，于惰性气氛、900℃～1400℃温度下对所述粉末A进行第二次碳化处理，得到粉末B；

[0016] S4：将所述粉末B置于第三加热炉中，于惰性气氛、2800℃～3000℃温度下对所述粉末B进行石墨化处理，得到锂离子电池复合负极材料。

[0017] 可选地，所述天然石墨、所述沥青、所述植物系高分子材料的质量比范围为100：(10～30)：(20～40)。

[0018] 可选地，所述天然石墨为鳞片状；所述鳞片状天然石墨的粒径范围为1～15μm。

[0019] 可选地，所述沥青为高软化点沥青；所述高软化点沥青包括煤沥青、石油沥青、中间相沥青中的至少一种；所述高软化点沥青的粒径范围为1～30μm；所述植物系高分子材料
包括包括蔗糖、纤维素、淀粉中的至少一种；所述植物系高分子材料的粒径范围为1～30μm。

[0020] 可选地，所述于惰性气氛、100℃～900℃温度下对所述混合原料进行第一次碳化处理包括：于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至100℃～900℃对所述混合原料
进行第一次碳化处理10～20h。

[0021] 可选地，所述于惰性气氛、900℃～1400℃温度下对所述粉末A进行第二次碳化处理包括：于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至900℃～1400℃对所述粉末A进行
第二次碳化处理10～20h。

[0022] 可选地，所述于惰性气氛、2800℃～3000℃温度下对所述粉末B进行石墨化处理包括：于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至2800℃～3000℃对所述粉末B进行石
墨化处理10～20h。

[0023] 可选地，所述惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛中的至少一种。

[0024] 本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的锂离子电池复合负极材料。

[0025] 与现有技术比较本发明的有益效果在于：

[0026] 1，本发明提供的锂离子电池复合负极材料，通过以天然石墨作骨架，以软碳为粘结剂和包覆层形成石墨复合结构，并在相邻石墨复合结构的间隙填充硬碳，得到具有三维
立体网络状的多结构复合负极材料，通过该多结构复合负极材料各成分之间的协同作用，
使得该复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电
池对高能量密度、高倍率性能以及高首次效率的需求；

[0027] 2，本发明提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法，以天然石墨、沥青以及植物系高分子材料为原料，经碳化处理以及石墨化处理，生成具有多结构的复合负极材料，原
料来源广泛，成本低廉，制备方法简单，制得的锂离子电池复合负极材料具有脱嵌锂膨胀
小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池对高能量密度、高倍率性能以及高
首次效率的需求。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

[0029] 图1是本发明锂离子电池复合负极材料制备方法的流程简图；

[0030] 图2是本发明锂离子电池复合负极材料的电镜扫描图；

[0031] 图3是本发明锂离子电池复合负极材料的循环寿命曲线图。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

[0033] 天然石墨一般为鳞片状或条状结构，具有各相异性的特点；用具有各相异性特点的天然石墨颗粒制备的负极材料，在极片涂布辊压过程中，天然石墨颗粒容易形成平行集
流体的定向排列电极结构，在整个电极上产生一致的取向，由于锂离子电池的充放电循环
过程中存在插入锂，石墨层形变显著，使得负极材料脱嵌锂膨胀大，导致负极材料能量密度
低，从而导致锂离子电池能量密度低。

[0034] 为解决天然石墨负极材料脱嵌锂膨胀大，能量密度低的问题，本发明提供一种锂离子电池复合负极材料，参见图2所示，该锂离子电池复合负极材料包括石墨复合结构以及
硬碳；其中硬碳填充于相邻石墨复合结构的间隙；该石墨复合结构包括骨架、包覆层以及粘
结层；包覆层包覆于骨架的外部；粘结层位于骨架与包覆层之间，用于对包覆层以及骨架进
行粘结；骨架为天然石墨；包覆层以及粘结层均为软碳。

[0035] 利用具有较高的充放电容量的天然石墨做骨架，利用软碳与天然石墨之间的黏着力较强的特性，以软碳作粘结层和包覆层，在该骨架的外部包覆一层具有较高倍率性能的
软碳形成石墨复合结构，在保证负极材料具有较高的充放电容量、较高倍率性能的基础上，
通过包覆于外部的软碳材料来避免因天然石墨的各相异性结构而导致的负极材料在整个
电极上产生一致的取向，从而避免在锂离子电池的充放电循环过程中石墨层形变显著，使
得该复合负极材料脱嵌锂膨胀小，材料能量密度高，满足动力锂离子电池对负极材料高能
量密度的需求。

[0036] 此外，由于软碳材料与天然石墨之间黏着性能好，不易脱落，且软碳材料包覆层能够降低该复合负极材料的比表面积，从而在提高了该复合负极材料的可加工性能得同时，
提高了复合负极材料的可逆嵌锂容量，减小了充放电过程中活性锂的损失，从而能够满足
锂离子电池对高首次效率以及循环性能的需求。

[0037] 为进一步增加锂离子电池复合负极材料的能量密度，本发明提供的复合负极材料还包括填充于相邻石墨复合结构间隙的具有较高充放电容量的硬碳；由于天然石墨在充放
电的过程中会发生膨胀与收缩，因此，由石墨制备的电极在使用过程中易发生结构的塌陷；
通过在相邻石墨复合结构间隙填充硬碳，可以避免电极结构塌陷，进而提高锂离子电池的
使用寿命。

[0038] 此外，通过填充硬碳，能够提高复合负极材料的振实密度，从而进一步提高复合负极材料的能量密度；通过以天然石墨作骨架，以软碳作粘结剂以及包覆层形成石墨复合结
构，并在相邻石墨复合结构的间隙填充硬碳，构成具有多结构的复合负极材料，使天然石
墨、软碳以及硬碳共同作用，构成一三维立体网络，以使该锂离子电池复合负极材料同时具
备脱嵌锂膨胀小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池对高能量密度、高倍
率性能以及高首次效率的需求。

[0039] 为提高锂离子电池复合负极材料的综合性能，本发明优选天然石墨、软碳以及硬碳之间的质量比为100：(10～30)：(20～40)，一方面避免天然石墨含量过高而导致锂离子
电池复合负极材料脱嵌锂膨胀大、能量密度低；另一方面避免天然石墨含量过低而导致锂
离子电池复合负极材料的充放电容量不足。

[0040] 参见图3所示，检测本发明提供的锂离子电池复合负极材料的循环寿命，并与传统锂离子电池负极材料进行比对，在循环次数达到200次后，本发明提供的锂离子电池复合负
极材料的容量剩余率明显高于传统锂离子电池负极材料，且本发明提供的锂离子电池复合
负极材料的循环寿命明显大于传统锂离子电池负极材料的循环寿命。

[0041] 本发明提供的锂离子电池复合负极材料，通过以天然石墨作骨架，以软碳为粘结剂和包覆层形成石墨复合结构，并在相邻石墨复合结构的间隙填充硬碳，得到具有三维立
体网络状的多结构复合负极材料，通过该多结构复合负极材料各成分之间的协同作用，使
得该复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池
对高能量密度、高倍率性能以及高首次效率的需求。

[0042] 本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，参见图1所示，该制备方法包括：

[0043] S1：将天然石墨、沥青、植物系高分子材料混合均匀，得到混合原料；

[0044] S2：将混合原料置于第一加热炉中，于惰性气氛、100℃～900℃温度下对混合原料进行第一次碳化处理，得到粉末A；

[0045] S3：将粉末A置于第二加热炉中，于惰性气氛、900℃～1400℃温度下对粉末A进行第二次碳化处理，得到粉末B；

[0046] S4：将粉末B置于第三加热炉中，于惰性气氛、2800℃～3000℃温度下对粉末B进行石墨化处理，得到锂离子电池复合负极材料。

[0047] 本发明以沥青作为软碳前驱体，以植物系高分子材料作为硬碳前驱体，通过将天然石墨、沥青、植物系高分子材料混合后，再依次在不同碳化温度下进行两次碳化处理、一
次石墨化处理，使得天然石墨、沥青、植物系高分子材料反应，形成以天然石墨作骨架，以软
碳作粘结剂以及包覆层的石墨复合结构，并在相邻石墨复合结构的间隙填充硬碳的三维立
体网络状的多结构复合负极材料。

[0048] 为提高制备的复合负极材料的纯度，提高复合负极材料的性能，本发明在将粉末B置于第三加热炉中，于惰性气氛、2800℃～3000℃温度下对粉末B进行石墨化处理后，还包
括：得到粉末C，对粉末C进行筛分。

[0049] 通过筛分，选取处于某一粒径范围内的粉末C，本发明优选粒径处于5～30μm范围内的产品，一方面去除产品中的大颗粒异物，从而保证制备的锂离子电池复合负极材料具
有较高的纯度，以避免因异物的存在而影响复合负极材料的性能；另一方面，减小复合负极
材料中颗粒粒径大小的差异，提高复合负极材料性能的稳定性。

[0050] 具体的，本发明中的天然石墨为鳞片状，即天然石墨为鳞片状天然石墨；并优选鳞片状天然石墨的粒径范围为1～15μm。

[0051] 利用鳞片状天然石墨具有较高的充放电容量、良好的充放电平台的特点，以鳞片状天然石墨作为原料，有利于提高制备的复合负极材料的充放电容量；为使得制备的复合
负极材料的性能稳定，本发明优选鳞片状天然石墨的粒径范围为1～15μm，进一步优选该粒
径范围为1～5μm，以使得制备的复合负极材料的粒径范围较小，降低个体差异，从而提高复
合负极材料性能的稳定性。

[0052] 为便于反应原料能够充分混合、反应，本发明中的沥青优选高软化点沥青；利用高软化点的沥青黏度较低的特性，使得软化后的沥青能够与其他组分充分混合，便于沥青对
鳞片状天然石墨表面以及内部的浸润，从而取待传统的高压浸渍的制备方法，简化了复合
负极材料的制备过程。

[0053] 本发明中的高软化点沥青包括煤沥青、石油沥青、中间相沥青中的至少一种；这几种高软化点沥青来源丰富、成本低廉，从而可以降低复合负极材料的制备成本。

[0054] 为便于原料进行充分反应，本发明高软化点沥青的粒度范围为1‑30μm，进一步优选该粒径范围为1‑5μm，以使沥青在反应中能够与天然石墨充分混合及浸润，提高原料的转
化率。

[0055] 本发明中的植物系高分子材料包括包括蔗糖、纤维素、淀粉中的至少一种；利用蔗糖、纤维素、淀粉来源广泛以及价格低廉的特点，降低复合负极材料的制备成本。

[0056] 为提高制备的锂离子电池复合负极材料的性能，本发明原材料中鳞片状天然石墨、高软化点沥青、植物系高分子材料的质量比范围为100：(10～30)：(20～40)；以通过各
组分的协同作用，使制备的锂离子电池复合负极材料能够满足锂离子电池对高能量密度、
高倍率性能以及高首次效率的需求。

[0057] 为便于对原料进行充分混合，本发明优选将天然石墨、沥青以及植物系高分子材料在高速混合机中进行混合；该高速混合机的转速优选800～1200r/min，混合时间为5～
60min，优选20～30min；在该高速混合机中充分混合后，得到混合原料。

[0058] 将得到的混合原料置于带有搅拌装置的第一加热炉中于惰性气氛、100℃～900℃温度下进行第一次碳化处理，其中第一加热炉优选高温包覆反应釜；在该过程中，高软化点
的沥青发生软化，变为高粘度的熔融态，在搅拌装置的搅拌作用下，与天然石墨、植物系高
分子材料充分混合；本发明优选搅拌装置的搅拌速率为10～60r/min；由于沥青与天然石墨
之间具有较强的黏着力，在搅拌混合过程中，软化后的沥青包覆于天然石墨的外部；同时，
植物系高分子材料在此过程中发生热解，产生低粘度焦油，一方面大量的低粘度焦油与高
粘度的熔融态沥青混合，降低整个混合体系的粘度，增加沥青对天然石墨表面和内部的浸
润，为软碳对天然石墨的包覆作准备，取代了传统的高压浸渍的方式，简化了制备过程，降
低了制备难度；同时，在大量的低粘度焦油浸润和搅拌双重作用下，复合材料不会产生结块
现象，后期不需要再对复合材料进行粉碎，从而避免了后期由于粉碎破坏复合材料的二次
结构；另一方面，由于植物系高分子材料热解出大量焦油，还可避免沥青包覆于植物系高分
子材料的表面，从而避免软碳对硬碳进行包覆。

[0059] 具体的，于惰性气氛、100℃～900℃温度下对混合原料进行第一次碳化处理包括：于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至100℃～900℃对混合原料进行第一次碳
化处理10～20h。

[0060] 本发明中的惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛中的至少一种；在惰性气氛保护下，为提高反应的转化率，以程序升温的方式将温度上升至100℃～900℃，并在该温
度下对混合原料进行10～20h的第一次碳化处理；经第一次碳化处理后，包覆于天然石墨外
部的沥青热解，生成软碳，得到以天然石墨作骨架，以软碳作粘结剂以及包覆层的石墨复合
结构；同时，未发生热解或部分发生了热解的植物系高分子材料与石墨复合结构混合均匀，
填充于相邻石墨复合结构的间隙，得到粉末A。

[0061] 为进一步将粉末A中的植物系高分子材料进行热解碳化，转化为硬碳，将粉末A置于第二加热炉中，于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至900℃～1400℃对粉末A
进行第二次碳化处理10～20h，得到粉末B。

[0062] 其中第二加热炉可以为推板窑或辊道窑；惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛中的至少一种；在惰性气氛保护下，为提高反应的转化率，以程序升温的方式将温度上
升至900℃～1400℃，在该温度下对粉末A进行10～20h的碳化处理；经碳化处理后，植物系
高分子材料发生热解，形成硬碳，填充于相邻石墨复合结构的间隙，得到粉末B。

[0063] 为使得制备的复合负极材料能够满足锂离子电池对负极材料的要求，需对制备的粉末B进一步进行石墨化处理，以提高复合负极材料的首次效率。

[0064] 具体的石墨化过程为，将粉末B置于第三加热炉中，于惰性气氛、以1～10℃/min的升温速率升温至2800℃～3000℃对粉末B进行石墨化处理10～20h，得到锂离子电池复合负
极材料。

[0065] 其中第三加热炉为石墨化炉，惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛中的至少一种；在惰性气氛保护下，为提高反应的转化率，以程序升温的方式将温度上升至2800℃
～3000℃，在该温度下对粉末B进行10‑20h的石墨化处理；经石墨化处理后，粉末B中热力学
不稳定的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构转化，从而提高复合负极材料的可逆嵌锂
容量，减小充放电过程中活性锂的损失，使得复合负极材料能够满足锂离子电池对首次效
率的需求。

[0066] 本发明提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法，以天然石墨、沥青以及植物系高分子材料为原料，经碳化处理以及石墨化处理，生成具有多结构的复合负极材料，原料
来源广泛，成本低廉，制备方法简单，制得的锂离子电池复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、
能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池对高能量密度、高倍率性能以及高首次
效率的需求。

[0067] 本发明的又一目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述的锂离子电池复合负极材料；利用本发明的锂离子电池复合负极材料制备的锂离子电池，具有高能量
密度、高倍率性能以及高首次效率的特性。

[0068] 实施例一

[0069] 本实施例提供一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，该制备方法包括：

[0070] S1：将100g粒径为5μm的鳞片状天然石墨、10g粒径为1μm的煤沥青、40g粒径为1μm的蔗糖于高速混合机中以800r/min的转速混合5min，得到混合原料；

[0071] S2：将混合原料置于带有搅拌装置的高温包覆反应釜中，于氮气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至100℃对混合原料进行第一次碳化处理10h，得到粉末A；

[0072] S3：将粉末A置于推板窑中，于氮气气氛，以1℃/min的升温速率升温至900℃对粉末A进行第二次碳化处理10h，得到粉末B；

[0073] S4：将粉末B置于石墨化炉中，于氮气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至2800℃对粉末B进行石墨化处理10‑h，得到粉末C；

[0074] S5：对得到的粉末C进行筛分，得到锂离子电池复合负极材料。

[0075] 对本实施例制备的锂离子电池复合负极材料的性能进行检测，该锂离子电池复合负极材料的压实密度可达到1.6g/ml，1C放电首次容量达到360mAh/g，首次效率达到92％，
4C充放电效率分别达到90％与97％，2C2C循环1000次容量保持率80％以上，可满足动力锂
离子电池的需求。

[0076] 本实施例提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法，以鳞片状天然石墨、煤沥青以及蔗糖为原料，经碳化处理以及石墨化处理，生成具有多结构的复合负极材料，原料来
源广泛，成本低廉，制备方法简单，制得的锂离子电池复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、能
量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电池对高能量密度、高倍率性能以及高首次效
率的需求。

[0077] 本实施例制备的锂离子电池复合负极材料，通过以天然石墨作骨架，以软碳为粘结剂和包覆层形成石墨复合结构，并在相邻石墨复合结构的间隙填充硬碳，得到具有三维
立体网络状的多结构复合负极材料，通过该多结构复合负极材料各成分之间的协同作用，
使得该复合负极材料具有脱嵌锂膨胀小、能量密度高、充放电速度快的特性，满足锂离子电
池对高能量密度、高倍率性能以及高首次效率的需求。

[0078] 实施例二

[0079] 本实施例提供一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，该制备方法包括：

[0080] S1：将100g粒径为10μm的鳞片状天然石墨、20g粒径为5μm的煤沥青、30g粒径为5μm的木质素于高速混合机中以1000r/min的转速混合30min，得到混合原料；

[0081] S2：将混合原料置于带有搅拌装置的高温包覆反应釜中，于氦气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至500℃对混合原料进行第一次碳化处理15h，得到粉末A；

[0082] S3：将粉末A置于推板窑中，于氦气气氛，以5℃/min的升温速率升温至1200℃对粉末A进行第二次碳化处理15h，得到粉末B；

[0083] S4：将粉末B置于石墨化炉中，于氦气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至2900℃对粉末B进行石墨化处理15h，得到粉末C；

[0084] S5：对得到的粉末C进行筛分，得到锂离子电池复合负极材料。

[0085] 对本实施例制备的锂离子电池复合负极材料的性能进行检测，该锂离子电池复合负极材料的压实密度可达到1.7g/ml，1C放电首次容量达到358mAh/g，首次效率达到93％，
4C充放电效率分别达到88％与95％，2C2C循环1000次容量保持率81％以上，可满足动力锂
离子电池的需求。

[0086] 本实施例提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法以及制备的锂离子电池负极材料的特点，请参见实施例一部分相关内容，本文不再赘述。

[0087] 实施例三

[0088] 本实施例提供一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，该制备方法包括：

[0089] S1：将100g粒径为15μm的鳞片状天然石墨、30g粒径为30μm的煤沥青、20g粒径为30μm的淀粉于高速混合机中以1200r/min的转速混合60min，得到混合原料；

[0090] S2：将混合原料置于带有搅拌装置的高温包覆反应釜中，于氦气气氛下，以10℃/min的升温速率升温至900℃对混合原料进行第一次碳化处理20h，得到粉末A；

[0091] S3：将粉末A置于推板窑中，于氦气气氛，以10℃/min的升温速率升温至1400℃对粉末A进行第二次碳化处理20h，得到粉末B；

[0092] S4：将粉末B置于石墨化炉中，于氦气气氛下，以10℃/min的升温速率升温至3000℃对粉末B进行石墨化处理20h，得到粉末C；

[0093] S5：对得到的粉末C进行筛分，得到锂离子电池复合负极材料。

[0094] 对本实施例制备的锂离子电池复合负极材料的性能进行检测，该锂离子电池复合负极材料的压实密度可达到1.72g/ml，1C放电首次容量达到362mAh/g，首次效率达到
92.5％，4C充放电效率分别达到87％与94.5％，2C2C循环1000次容量保持率82％以上，可满
足动力锂离子电池的需求。

[0095] 本实施例提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法以及制备的锂离子电池负极材料的特点，请参见实施例一部分相关内容，本文不再赘述。

[0096] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，
修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。