石墨负极材料及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及碳材料领域，具体涉及一种石墨负极材料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.锂离子电池负极主要是碳材料，包括无定形碳、天然石墨和人造石墨。石墨具有规则层状结构和优异导电性，其理论比容量为372ma
·
h/g，效率高，是目前主流的负极材料。目前开发人造石墨的原料主要有三类，同性焦，沥青胶和针状焦。同性焦基人造石墨结晶度度低，各向同性度高，容量低，功率性高。针状焦基人造石墨容量高，倍率相对差些，沥青胶一般居于二者之间。
3.cn104681786a公开了一种煤基负极材料、制备方法及锂离子电池。所述煤基负极材料是由煤基材料石墨化内层、中间层及分布于表面的外层组成。其制备方法包括：将煤基材料经过粉碎处理；再加入粘结剂，或粘结剂和改性剂混合；然后进行压型、高温石墨化，制成成品。该煤基负极材料具有稳定的石墨结构，表面与电解液的兼容性好，具有高比容量、高电导率、高倍率性能、优异的吸液性能和循环性能。
4.cn111232970a公开了一种石墨负极材料、锂离子电池、制备方法和应用。所述的制备方法包括以下步骤：将中间相碳微球生球、无烟煤粉与催化剂的混合物进行石墨化高温处理，即可；其中，所述的中间相碳微球生球与所述的无烟煤粉的质量比为1:9-8:1；所述无烟煤粉的粒径d
50
为10-20μm。
5.cn111628146a公开了一种沥青填充微晶石墨制备锂离子电池负极材料的工艺，以微晶石墨为原料，加入中低温煤焦油进行混捏处理，得到改性微晶石墨；再将改性微晶石墨转入反应釜中，加入液态中温沥青进行混合，升温至350-500℃，抽真空后静置1-3h，然后充入惰性气体，加压静置2-5h，泄压后得到沥青填充型微晶石墨；然后将沥青填充型微晶石墨进行轧片、制粉、碳化、筛分、除磁，得到目标产品。
6.上述现有技术提供的负极材料的结构和工艺复杂、成本高，并且制得的负极材料虽然能够提高电池的充放电容量以及首次库伦效率，但是电池的快充能力不足，极大地限制了负极材料的应用。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了克服现有技术存在的负极材料的快充能力不足，且结构复杂和制备工艺复杂、成本高的问题，提供一种石墨负极材料及其制备方法与应用，该石墨负极材料的结构致密，该石墨负极材料中的孔体积较低，并且该石墨负极材料中微孔所提供的孔体积含量较高，包含该负极材料的电池具有高的充放电容量和首次库伦效率以及优异的快充能力，并且制备方法工艺简单、成本低。
8.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料具有以下特征：
9.(1)所述石墨负极材料的总孔体积≤0.02cm3/g；
10.(2)所述石墨负极材料中，孔径≤2nm的微孔的孔体积与所述石墨负极材料的总孔体积之比≥30％；
11.(3)所述石墨负极材料的表面硅含量为0.27-1wt％。
12.本发明第二方面提供一种石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
13.(1)将煤进行粉碎，得到煤颗粒；
14.(2)将所述煤颗粒进行石墨化，得到石墨化材料；
15.(3)在加热和搅拌条件下，将所述石墨化材料、第一改性剂和第二改性剂进行混合改性，得到所述石墨负极材料。
16.本发明第三方面提供一种由上述方法制得的石墨负极材料。
17.本发明第四方面提供上述石墨负极材料在二次电池、机械部件材料和储热材料中的至少一种中的应用。
18.通过上述技术方案，本发明提供的石墨负极材料及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
19.(1)本发明提供的石墨负极材料的结构致密、各项同性度高、晶粒尺寸小，该石墨负极材料中的孔体积较少，并且该石墨负极材料中微孔所提供的孔体积含量较高，使得包含该石墨负极材料的电池具有高的充放电容量以及优异的快充性能。
20.(2)包含本发明提供的石墨负极材料的电池不仅具有高的充放电容量以及首次库伦效率，更具有优异的快充性能。具体的，石墨负极材料的充放电容量≥340mah/g，首次库伦效率≥94％，2c/0.1c容量保持率≥170mah/g；10c/1c恒流充电容量比≥66％。
21.(3)本发明提供的石墨负极材料的制备方法中，在加热和搅拌条件下，采用第一改性剂和第二改性剂共同对煤石墨化得到石墨化材料进行改性，采用两种改性剂对石墨化材料进行复合改性能够相互补充，协同作用，复合改性剂较单一改性剂能更好地填充到第一相碳的孔道中，增加微孔的比例，更大程度降低总孔体积，由此制得的石墨负极材料用于电池，不仅能够提高电池的充放电容量以及首次库伦效率，同时能够显著改善电池的快充能力。此外，本发明提供的制备方法具有成本低、工艺可操作性强，且原料丰富易得的特点。
附图说明
22.图1是实施例1提供的石墨负极材料的切片扫描电镜图。
具体实施方式
23.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
24.本发明第一方面提供一种石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料具有以下特征：
25.(1)所述石墨负极材料的总孔体积≤0.02cm3/g；
26.(2)所述石墨负极材料中，孔径≤2nm的微孔的孔体积与所述石墨负极材料的总孔
体积之比≥30％；
27.(3)所述石墨负极材料的表面硅含量为0.27-1wt％。
28.本发明中，所述石墨负极材料的结构致密、各项同性度高、晶粒尺寸小，特别地，该石墨负极材料具有低的孔体积，并且石墨负极材料的总孔体积中，微孔所提供的孔体积的比例较高，由此使得包含该石墨负极材料的电池具有高的充放电容量、首次库伦效率以及优异的快充性能。
29.本发明中，负极材料的总孔体积、微孔的孔体积采用氮气吸附比表面积法测得。
30.本发明中，石墨负极材料的表面硅的含量通过x射线光电子能谱分析(xps)采用thermo scientific multilab 2000型光电子能谱仪进行测试。
31.进一步地，当所述负极材料的总孔体积为0.0001-0.02cm3/g，优选为0.0001-0.01cm3/g时，包含该石墨负极材料的二次电池的充放电容量和首次库伦效率更高，并且具有优异的快充能力。
32.进一步地，当所述石墨负极材料中，孔径≤2nm的微孔的孔体积与所述石墨负极材料的总孔体积之比为50-100％，优选为60-100％时，包含该石墨负极材料的二次电池的充放电容量和首次库伦效率更高，并且具有优异的快充能力。
33.根据本发明，所述石墨负极材料的比表面积≤5m2/g，优选为0.1-4m2/g，更优选为1-3m2/g。
34.本发明中，石墨负极材料的比表面积采用氮气吸附比表面积方法测得。
35.根据本发明，所述石墨负极材料的表面硅含量为0.28-1.5wt％，优选为0.30-1wt％。
36.根据本发明，如图1所示，图1为本发明所述石墨负极材料的切片扫描电镜，由图1可以看出，所述石墨负极材料包含煤基石墨的第一相碳和无定形碳的第二相碳。
37.根据本发明，以所述石墨负极材料的总重量为基准，所述第一相碳的含量为70-99wt％，所述第二相碳的含量为1-30wt％。
38.本发明中，负极材料中，第一相碳和第二相碳的含量根据原料的投料量以及残碳率计算得的。
39.本发明中，所述石墨负极材料通过xrd获得的c轴方向的微晶尺寸lc和a轴方向的微晶尺寸la满足以下条件：
40.25nm≤lc≤70nm，优选为30nm≤lc≤50nm；
41.40nm≤la≤100nm，优选为55nm≤la≤85nm；
42.所述石墨负极材料的石墨化度满足以下条件：85≤石墨化度≤93，优选为86≤石墨化度≤90。
43.本发明中，具有上述微观结构特征的石墨负极材料具有高的各项同性度以及小的晶粒尺寸，由此使得包含该石墨负极材料的电池的快充性能进一步得到提高。
44.本发明中，负极材料的石墨化度g按照以下公式计算得到：
45.g＝(0.344-d
002
)/(0.344-0.3354)，其中，d
002
通过布拉格方程计算得到。
46.本发明第二方面提供一种石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
47.(1)将煤进行粉碎，得到煤颗粒；
48.(2)将所述煤颗粒进行石墨化，得到石墨化材料；
49.(3)在加热和搅拌条件下，将所述石墨化材料、第一改性剂和第二改性剂进行混合改性，得到所述石墨负极材料。
50.本发明中，在制备石墨负极材料的过程中，在加热和搅拌条件下，采用第一改性剂和第二改性剂共同对煤石墨化得到石墨化材料进行改性，两种改性剂能够相互补充、协同作用，相比于单一改性剂，采用复合改性剂能够更好地填充到第一相碳的孔道中，增加制得的石墨负极材料中微孔的比例，更大程度地降低总孔体积，由此使得包含该负极材料的二次电池不仅具有高的充放电容量以及首次库伦效率，更重要的是具有优异的快充能力。
51.进一步地，本发明以煤为原料，并且上述方法制备负极材料时，不仅能够显著降低负极材料的制备成本，而且能够实现煤的高附加值利用和清洁高效转化。
52.根据本发明，所述煤满足以下条件：镜质组反射率≥2；挥发分≤10wt％；灰分≤15wt％。
53.本发明中，选用满足上述条件的煤作为原料，用于制备石墨负极材料，能够获得结构致密且晶粒尺寸小的石墨负极材料，使得包含该石墨负极材料的电池不仅具有高的充放电容量和首次库伦效率，并且具有优异的快充能力。
54.本发明中，煤的镜质组反射率采用国标gb/t 6948方法测得、煤的挥发分含量以及灰分含量均采用国标gb/t30732方法测得。
55.根据本发明，所述煤满足以下条件：镜质组反射率≥2.3；挥发分≤10wt％；灰分≤10wt％。
56.本发明中，可以采用本领域中常规的设备，例如气流粉碎机对煤进行粉碎。
57.本发明中，步骤(1)中，所述煤颗粒的粒径d
50
为1-100μm，优选为2-50μm。
58.根据本发明，步骤(2)中，所述石墨化的条件包括：控制石墨化设备中，变压器的实际最大送电功率为≥5,000kw，实际最大送电功率的持续送电时间为0.5-100h。
59.本发明中，所述石墨化设备可以本领域中常用的石墨化设备，具体的，所述石墨化设备可以选自艾奇逊炉、箱式炉、内串炉、立式石墨化炉和卧式石墨化炉中的至少一种。
60.进一步地，所述石墨化的条件包括：控制石墨化设备中，变压器的实际最大送电功率为5,000-50,000kw，实际最大送电功率的持续送电时间为10-80h。
61.根据本发明，步骤(3)中，所述第一改性剂选自中间相沥青；所述第二改性剂选自石油沥青、煤沥青、氧化沥青和高分子聚合物中的至少一种。
62.本发明中，采用中间相沥青作为第一改性剂与石油沥青、煤沥青、氧化沥青和高分子聚合物中的至少一种作为第二改性剂相互配合，共同对石墨化材料进行改性，能够获得结构致密、微孔的孔体积在总孔体积所占比例高且晶粒尺寸小的石墨负极材料，使得包含该石墨负极材料的电池不仅具有高的充放电容量和首次库伦效率，并且具有优异的快充能力。
63.根据本发明，所述第一改性剂满足以下条件：第一改性剂的软化点≥150℃；第一改性剂的中间相含量≥40wt％；所述第二改性剂满足以下条件：第一改性剂的软化点≥100℃。
64.本发明中，采用具有上述特性的第一改性剂与第二改性剂相互配合，对石墨化材料进行改性，能够进一步改善包含该石墨负极材料的充放电性能、首次库伦效率以及快充
能力。
65.进一步地，所述第一改性剂满足以下条件：第一改性剂的软化点为200-400℃；第一改性剂的中间相含量为50-100wt％；所述第二改性剂满足以下条件：第二改性剂的软化点为150-400℃。
66.根据本发明，所述石墨化材料的用量为30-99.9wt％，所述第一改性剂与所述第二改性剂的总用量为0.1-30wt％，所述第一改性剂与所述第二改性剂的用量比为0.1-10:1。
67.本发明中，石墨化材料与改性剂的用量满足上述范围时，能够获得结构致密、微孔的孔体积在总孔体积所占比例高且晶粒尺寸小的石墨负极材料，使得包含该石墨负极材料的电池不仅具有高的充放电容量和首次库伦效率，并且具有优异的快充能力。
68.进一步地，所述石墨化材料的用量为20-99wt％，所述第一改性剂与所述第二改性剂的总用量为1-20wt％，所述第一改性剂与所述第二改性剂的用量比为0.2-5:1。
69.根据本发明，步骤(3)，所述加热的条件包括：以0.1-5℃/min的升温速率升温至400-1200℃。所述搅拌的条件包括：转速为50-3000r/min；混合时间为0.1-100h。
70.本发明中，在上述缓慢升温条件下，将石墨化材料、第一改性剂和第二改性剂进行搅拌混合，能够确保包含第一改性剂和第二改性剂充分填充至石墨化材料的孔道中，进而使得改性剂对第一相碳的表面修饰更为均匀，由此使得包含该石墨负极材料的电池不仅具有高的充放电容量和首次库伦效率，并且具有优异的快充能力。
71.进一步地，所述加热的条件包括：以0.2-3℃/min的升温速率升温至400-1000℃。所述搅拌的条件包括：转速为50-1000r/min，混合时间为0.5-50h。
72.更进一步地，所述加热的条件包括：以0.5-2.5℃/min的升温速率升温至500-800℃。所述搅拌的条件包括：转速为100-800r/min，混合时间为1-10h。
73.根据本发明，所述方法还包括以下步骤：
74.(3-1)在加热和搅拌条件，将所述石墨化材料、第一改性剂和第二改性剂进行混合改性，得到中间体；
75.(3-2)将所述中间体进行炭化，得到所述石墨化负极材料。
76.本发明中，优选地，对第一改性剂、第二改性剂与石墨化材料混合改性得到的中间体进行进一步地炭化处理，由此能够进一步降低负极材料的晶粒尺寸，提高负极材料的结构致密程度以及微孔的孔体积在总孔体积所占的比例，进而提高包含该石墨负极材料的电池的充放电容量和首次库伦效率，并且具有优异的快充能力。
77.根据本发明，所述炭化的条件包括：炭化温度为800-1500℃，炭化时间为0.1-100h。
78.进一步地，所述炭化的条件包括：炭化温度为900-1400℃，优选为1000-1300℃；炭化时间为0.5-80h，优选为1-50h。
79.本发明第三方面提供由制备方法制得的石墨负极材料。
80.本发明第四方面提供上述石墨负极材料在二次电池、机械部件材料和储热材料中的至少一种中的应用。
81.本发明中，包含所述石墨负极材料的锂离子电池具有优异的电化学性能。具体的，包含本发明所述石墨负极材料的锂离子电池的充放电容量≥340mah/g，首次库伦效率≥94％，2c/0.2c容量保持率≥50％，10c/1c恒流充电容量比≥66％。
82.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
83.(1)粒度(d
50
)
84.d50通过英国马尔文仪器有限公司(malverninstruments ltd.)的malvern mastersizer2000激光粒度仪进行测试获得；
85.(2)bet以及孔体积
86.采用麦克公司tristar ii 3020n2吸附-脱附仪测定孔体积。测试方法按照国标gb/t19587进行，样品预处理条件：处理温度350℃，处理时间6小时。孔体积的计算模型采用dft模型。
87.(3)表面硅含量：
88.通过x射线光电子能谱分析(xps)采用thermo scientific multilab2000型光电子能谱仪进行测试。
89.(4)石墨负极材料的形貌采用sem进行表征。
90.(5)xrd分析
91.负极材料的层间距d
002
、la、lc均通过德国布鲁克axs公司(bruker axs gmbh)的d8 advance型x射线衍射仪进行测试分析获得；通过硅内标法进行校准，d
002
值通过布拉格公式计算得到，la、lc通过谢乐公式计算得到；
92.(6)石墨化度g
93.负极材料的石墨化度g按照以下公式计算得到：
94.g＝(0.344-d
002
)/(0.344-0.3354)，其中，d
002
通过布拉格方程计算得到。
95.(7)煤的镜质组反射率采用国标gb/t 6948方法测得、煤的挥发分含量以及灰分含量均采用国标gb/t30732方法测得。
96.(8)改性剂的软化点
97.通过用梅特勒滴定法测试改性剂的软化点。
98.(9)中间相沥青的中间相含量
99.采用国标gb/t38396-2019的方法测得。
100.(10)电池性能
101.a、电池的充放电容量、首次库伦效率以及倍率性能通过武汉市蓝电电子股份有限公司的电池测试系统ct2001a电池测试仪进行充放电测试，电流0.1c(1c＝350mah/g)，电压范围0-3v。
102.b、将负极片匹配三元正极制备成软包电池，采用新威电池测试仪测得1c和10c的恒流充电容量，电压范围2.5-4.2v，计算10c/1c恒流充电容量保持率。
103.实施例1
104.(1)将煤(镜质组反射率2.445；挥发分7.7wt％；灰分2.6wt％)通过气流粉碎机粉碎，得到d50＝10μm的煤颗粒；
105.(2)将煤颗粒在石墨化炉中进行石墨化，石墨化炉中，变压器的实际最大送电功率为20,000kw、实际最大送电功率的持续送电时间为22h，得到石墨化材料；
106.(3-1)将石墨化材料、第一改性剂为中间相沥青(软化点为240℃，中间相含量为70wt％)和第二改性剂为石油沥青(软化点为260℃)按照92：5：5的质量比加入带搅拌的高温包覆机，以2℃/min的升温速率升温至700℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速180rpm)的条
件下于高温包覆机中保温5h，得到中间体；
107.(3-2)在惰性气氛中，中间体在1000℃进行炭化2h；过筛得到石墨负极材料a1。
108.石墨负极材料a1的切片扫描电镜图如图1所示，从图1中可以看出第一相碳煤基石墨的表面均匀包覆有一层无定形碳的第二相碳，且材料结构致密。
109.石墨负极材料a1中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
110.实施例2
111.(1)将煤(镜质组反射率2.445；挥发分7.7wt％；灰分2.6wt％)通过气流粉碎机粉碎，得到d50＝10μm的煤颗粒；
112.(2)将煤颗粒在石墨化炉中进行石墨化，石墨化炉中，变压器的实际最大送电功率为20,000kw、实际最大送电功率的持续送电时间为22h，得到石墨化材料；
113.(3-1)将石墨化材料、第一改性剂为中间相沥青(软化点为240℃，中间相含量为70wt％)和第二改性剂为石油沥青(软化点为260℃)按照97：1：2的质量比加入带搅拌的高温包覆机，以2℃/min的升温速率升温至700℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速180rpm)的条件下于高温包覆机中保温5h，得到中间体；
114.(3-2)在惰性气氛中，中间体在1000℃进行炭化2h；过筛得到石墨负极材料a2。
115.石墨负极材料a2中，第一相碳的含量为98.3wt％，第二相碳的含量为1.7wt％。
116.实施例3
117.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a3，不同的是：步骤(3-1)中，石墨化材料、第一改性剂以及第二改性剂的用量比为82：10：8。制得石墨负极材料a3。石墨负极材料a3中，第一相碳的含量为88.7wt％，第二相碳的含量为11.3wt％。
118.实施例4
119.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a4，不同的是：步骤(3-1)中，石墨化材料、第一改性剂以及第二改性剂的用量比为70：15：15。制得石墨负极材料a4。石墨负极材料a4中，第一相碳的含量为80.2wt％，第二相碳的含量为19.8wt％。
120.实施例5
121.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a5，不同的是：采用软化点为330℃，中间相含量为90wt％的中间相沥青代替实施例1中软化点为240℃，中间相含量为70wt％的中间相沥青，制得石墨负极材料a5。石墨负极材料a5中，第一相碳的含量为93.6wt％，第二相碳的含量为6.4wt％。
122.实施例6
123.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a6，不同的是：采用软化点为160℃，的石油沥青代替实施例1中软化点为260℃的石油沥青，制得石墨负极材料a6。石墨负极材料a6中，第一相碳的含量为94.4wt％，第二相碳的含量为5.6wt％。
124.实施例7
125.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a7，不同的是：步骤(3-1)中，以2℃/min的升温速率升温至550℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速180rpm)的条件下于高温包覆机中保温8h，得到中间体，制得石墨负极材料a7。石墨负极材料a7中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
126.实施例8
127.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a8，不同的是：步骤(3-1)中，4℃/min的升温速率升温至700℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速180rpm)的条件下于高温包覆机中保温5h，得到中间体，制得石墨负极材料a8。石墨负极材料a8中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
128.实施例9
129.按照实施例1的方法制备负极材料a9，不同的是：步骤(3-1)中，以2℃/min的升温速率升温至300℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速180rpm)的条件下于高温包覆机中保温10h，得到中间体，制得石墨负极材料a9。石墨负极材料a9中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
130.实施例10
131.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a10，不同的是：步骤(3-1)中，以2℃/min的升温速率升温至700℃，边搅拌边升温，并在搅拌(转速300rpm)的条件下于高温包覆机中保温5h，得到中间体，制得石墨负极材料a10。石墨负极材料a10中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
132.实施例11
133.按照实施例1的方法制备石墨负极材料a11，不同的是：不含有步骤(3-2)，制得石墨负极材料a11。石墨负极材料a11中，第一相碳的含量为93.9wt％，第二相碳的含量为6.1wt％。
134.对比例1
135.按照实施例1的方法制备负极材料，不同的是：不进行步骤(3-1)和步骤(3-2)，得到负极材料d1。石墨负极材料d1中，第一相碳的含量为100wt％，第二相碳的含量为0wt％。
136.对比例2
137.按照实施例1的方法制备负极材料，不同的是：步骤(3-1)中，采用等重量份的第二改性剂代替第一改性剂，得到负极材料d2。石墨负极材料d2中，第一相碳的含量为94.4wt％，第二相碳的含量为5.6wt％。
138.对比例3
139.按照实施例1的方法制备负极材料，不同的是：步骤(3-1)中，将石墨化材料、第一改性剂和第二改性剂在25℃下以及转速为180rpm的条件进行混合，得到负极材料d3。石墨负极材料d3中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
140.对比例4
141.按照实施例1的方法制备负极材料，不同的是：步骤(3-1)中，不进行搅拌，得到负极材料d4。石墨负极材料d4中，第一相碳的含量为94.1wt％，第二相碳的含量为5.9wt％。
142.对实施例和对比例中获得的石墨负极材料进行表征，结果如表1所示。
143.表1
[0144][0145][0146]
v1是指负极材料的总孔体积；v2是指负极材料的微孔体积。
[0147]
测试例
[0148]
(1)半电池性能测试：
[0149]
将实施例以及对比例制得的负极材料与导电炭黑super p和粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)以按92:3:5的质量比混合均匀，加入溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)，搅拌成均匀的负极浆料，用刮刀将该负极浆料均匀地涂布到铜箔上，干燥，得到负极片，裁片后，转移到mbraun2000手套箱中(ar气氛，h2o和o2浓度小于0.1
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10-6
体积％)，以金属锂片作为参比电极，组装成扣式电池。对该扣式电池的充放电容量、首次库伦效率以及倍率性能进行测试，测试结果如表2所示。
[0150]
(2)全电池性能测试
[0151]
将实施例以及对比例制得的负极材料作为活性物质与导电炭黑super p和粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)和增稠剂cmc以按94:2:3:1的质量比混合均匀，加入去离子水，用调浆机调成均匀的负极浆料，固含量控制在40-50％。用涂布机将该负极浆料均匀地涂布到铜箔上，干燥，裁片，得到负极片；匹配三元正极材料ncm523，加入电解液和隔膜，组装成软包电池。对该软包电池的快充能力进行测试，测试结果如表2所示。
[0152]
表2
[0153]
[0154][0155]
通过表1以及表2的结果可以看出，采用本发明实施例制得的石墨负极材料的结构致密，且各项同性度高、晶粒尺寸小，并且具有适量的表面硅含量，特别地，该石墨负极材料具有低的孔体积，并且石墨负极材料的总孔体积中，微孔所提供的孔体积的比例较高，由此使得包含该石墨负极材料的电池具有高的充放电容量、首次库伦效率以及优异的快充性能。
[0156]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。