(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 202111555486.1 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 宁波杉杉新材料科技有限公司 地址 315177 浙江省宁波市海曙区望 春工 业园区聚才路1号 (72)发明人 李慧欣　何坤　马坤　孙文婷　 吴志红　 (74)专利代理 机构 上海弼兴律师事务所 31283 代理人 倪丽红　邹玲 (51)Int.Cl. C01B 32/205(2017.01) H01M 4/587(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种含氮人造石墨负极材料及其制备方法、 应用和电池 (57)摘要 本发明公开了一种含氮人造石墨负极材料 及其制备方法、 应用和电池。 该含氮人造石墨负 极材料的制备方法， 其包括如下步骤： S1、 将 含氮 有机碳源与人造石墨骨料前驱体A按质量比为(1 ～10):100进行均匀混料， 制得前 驱体B； S2、 对所 述前驱体B进行煅烧热处理即可； 所述煅烧热处 理的升温速率为2～ 3℃/min； 所述煅烧热处理的 温度为500～1100℃。 采用本发明的制备方法制 得的含氮人造石墨负极材料在保证高能量密度 的同时， 传送速率得到充分提升， 结合位点得到 充分改善， 实现了高能量密度和高倍率性能的效 果。 权利要求书2页 说明书10页 附图1页 CN 114195144 A 2022.03.18 CN 114195144 A 1.一种含氮人造石墨负极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 其包括如下步骤： S1、 将含氮有机碳源与人造石墨骨料前驱体A按质量比为(1～10):100进行均匀 混料， 制得前驱体B； S2、 对所述前驱体B进行煅烧热处理即可； 所述煅烧热处理的升温速率为2～3℃/min； 所述煅烧热处 理的温度为5 00～1100℃。 2.如权利要求1所述的含氮人造石墨负极材料的制备方法， 其特征在于， S1中， 所述含 氮有机碳源为尿素、 三聚氰胺、 氨基酸、 聚酰亚胺、 聚苯胺和聚乙烯 吡咯烷酮 中的一种或多 种； 和/或， S1中， 所述人造石墨骨料 前驱体A的Dv5 0为9～18 μm； 和/或， S1中， 所述人造石墨骨料前驱体A通过如下步骤制得： 将人造石 墨骨料与硬碳包 覆剂的混合物进行炭化即可； 和/或， S1中， 所述含氮有机碳源和所述人造石墨骨料 前驱体A的质量比为(1～5):10 0； 和/或， S2中， 所述煅烧热处 理温度为6 00℃或800℃。 3.如权利要求1所述的含氮人造石墨负极材料的制备方法， 其特征在于， S1中， 所述含 氮有机碳源为 三聚氰胺和/或氨基酸， 例如三聚氰胺； 和/或， S1中， 所述人造石墨骨料 前驱体A的Dv5 0为9～13 μm， 例如12.7 μm； 和/或， S1中， 所述含氮有机碳源和所述人造石 墨骨料前驱体A的质量比为(1～3):100， 例如1:10 0、 2:100或3:100； 和/或， S2中， 所述煅烧热处 理温度为6 00℃或800℃。 4.如权利要求1所述的含氮人造石墨负极材料的制备方法， 其特征在于， S1中， 所述含 氮有机碳源和所述人造石墨骨料前驱体A的均匀混料方法为固相混料法和液相混料法， 较 佳地为液相混料法； 当均匀混料方法为液相混料法时， 所述含氮有机碳源较佳地以含氮有机碳源溶液的形 式存在； 所述含氮有机碳源 溶液的溶剂 较佳地为甲醇； 所述均匀混料的转速较佳地为 100～ 1000rad/min， 例如500rad/min； 所述均匀混料时间较佳地 为5～30min， 例如20mi n； 当均匀混料方法为固相混料法时， 所述均匀 混料的转速较佳地为50～300rad/min， 更 佳地为100～200rad/min， 例如200rad/min； 所述均匀 混料时间较佳地为30～90min， 例如 60min； 和/或， S1中， 所述前驱体B的Dv50为9～18 μm， 较佳地为9～15μm， 例如12.9 μm、 13.5 μm、 13.9 μm、 14.5 μm或14.6 μm； 和/或， S2中， 所述煅烧热处 理的恒温时间为180～720mi n， 较佳地 为360min； 和/或， S2中， 所述煅烧热处 理的气氛为氮气； 和/或， S2中， 所述煅烧热处理过程还包括降温的后处理， 所述降温后的温度较佳地为 20～25℃。 5.如权利要求2所述的含氮人造石墨负极材料的制备方法， 其特征在于， 所述人造石墨 骨料与所述硬碳包覆剂的质量比为10 0:(1～15)， 较佳地 为100:(1～10)， 例如10 0:5； 和/或， 所述人造石墨骨料的Dv5 0为7～15 μm， 较佳地 为7～13 μm， 例如8.5 μm； 和/或， 所述人造石墨骨料通过如下步骤制得： 原料焦经粉碎 处理得到物料a， 所述物料 a经整形分级处理得到物料b； 所述物料b经热 处理得到物料c； 所述物料c经石墨化处理得到权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114195144 A 2物料d； 将所述物料d进行混料、 筛分处 理， 即可； 和/或， 所述硬碳包覆剂的种类为煤焦油； 和/或， 所述煤焦油的结焦值 为10～20％， 较佳地 为15％～17％， 例如16％； 和/或， 所述煤焦油的闪点 为60～100℃， 较佳地 为85～95℃， 例如90℃； 和/或， 所述煤焦油的灰分＜0.2％， 较佳地＜0.1％； 和/或， 所述混合物在融合机中混合而成； 所述融合机 的转速较佳地为100～1000rad/ min， 例如500rad/min； 所述融合机的混料时间较佳地 为5～30min， 例如20mi n； 和/或， 所述炭化的气氛为氮气； 和/或， 所述炭化升温速率为1.0～4.0℃/min， 例如2.0℃/min或2.5℃/min， 较佳地为 2.5℃/mi n； 和/或， 所述炭化温度为80 0～1500℃， 较佳地 为1000～1300℃， 例如10 50℃； 和/或， 所述炭化时间为6 0～720mi n， 较佳地 为180～3 60min， 例如240mi n； 和/或， 所述炭化过程还 包括降温的后处 理， 所述降温后的温度较佳地 为20～25℃。 6.如权利要求5所述的含氮人造石墨负极材料的制备方法， 其特征在于， 所述原料焦为 石油焦， 较佳地 为石油系针 状焦； 和/或， 所述整形分级的次数至少为两次， 例如两次、 三次， 更 佳地为三次； 和/或， 所述物料b的Dv5 0为8～9 μm， 例如8.5 ±0.3 μm； 和/或， 所述物料b经 热处理的温度为3 00～900℃， 较佳地 为400～800℃， 例如6 50℃； 和/或， 所述物料b经 热处理的保温时间为3 00～400min， 例如360min； 和/或， 所述石墨化的温度为26 00℃～3300℃， 较佳地 为2800℃～3300℃， 例如280 0℃； 和/或， 所述筛分处 理的目数为3 00～450目， 例如3 50目。 7.一种含氮人造石墨负极材料， 其特征在于， 其采用权利要求1～6中任一项所述的含 氮人造石墨负极材 料的制备 方法制得。 8.如权利要求7所述的含氮人造石墨负极材料， 其特征在于， 所述含氮人造石墨负极材 料的中值粒径Dv50为9～15 μm， 例如12.6 μm、 13.0 μm、 13.1 μm、 13.3 μm、 13.4 μm、 14.0 μm或14.2 μm。 9.一种如权利要求7或8所述的含氮人造石墨负极材 料在锂离 子电池中的应用。 10.一种锂离 子电池， 其负极材 料为如权利要求7或8所述的含氮人造石墨负极材 料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114195144 A 3