专利名称：锂离子电池炭负极材料及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池炭负极材料，特别涉及一种利用煤炭直接液化残渣制备的锂离子电池炭负极材料及其制备方法和用途。
背景技术：
煤直接液化技术是通过高温、高压和加氢，在催化剂作用下将固体煤直接转化成清洁的便于运输和可以使用的液体燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。在煤炭直接液化的过程中，除了得到所需要的汽油、柴油等液体产品之外，还产生了占原料煤总量20% 30%的高炭、高灰、高硫的副产物一煤直接液化残渣，该煤直接液化残渣在室温下的外观呈固体浙青状，软化点约为180°C，固含量约为50%。如此多高炭、 高灰、高硫的残渣对液化过程的热效率和经济性必将产生很大的影响。并且，液化残渣中的重质液化油约占25 30%、浙青质含量约占残渣量的20 25%，未转化的固体煤、灰分和催化剂约占50%。因此，如何对煤直接液化残渣进行综合加工利用，提取出有价值的产品、提高企业经济效益是与煤炭直接液化生产密切相关的重要课题。当今对煤液化残渣的利用主要有燃烧、焦化制油、气化制氢等传统方法。也有一些研究者将残渣中的重质液化油及浙青质分离出来，并加以利用。锂离子电池以其优秀的性能成为二次电池的主流发展方向。特别是便携式电子设备的迅速发展，驱动了对锂离子电池及负极材料的强劲需求。负极材料对锂离子电池的安全性、循环使用寿命和能量密度有重要影响。锂离子电池负极材料的种类有天然石墨(约占59% )、人造石墨(约占30% )、中间相炭微球(约占8% )以及其他类型(约占3% )。目前，越来越多的制造商开始选择石墨作为电极材料。在此背景下，提高石墨负极材料的性能，对推动新型负极材料和新型锂离子电池的研究与应用具有非常重要的现实意义。有关煤直接液化残渣的萃取方法及萃取物应用的主要文献包括中国专利申请CN101885976A、CN101962560A和CN101962561A，上述文献均公开了从煤直接液化残渣中萃取出重质液化油和浙青质的方法，其中的浙青质经过热处理后得到中间相浙青，该中间相浙青可以用来制备碳纤维、针状焦、碳纳米管和其他碳材料。但目前还尚未文献报道利用煤炭直接液化残渣制备锂离子电池用负极材料的方法。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的之一是提供一种利用煤直接液化残渣制备锂离子电池炭负极材料的方法。本发明的另一目的是提供一种利用煤直接液化残渣制备的锂离子电池炭负极材料。本发明再一目的是提供所述锂离子电池炭负极材料在制备锂离子电池中的用途。本发明提供的一种利用煤直接液化残渣制备锂离子电池炭负极材料的方法，包括a)在萃取压力为0_3MPa (表压,下同)、萃取温度不高于300°C、萃取时间大于5分钟以及搅拌速率为50-400r/min的条件下，将质量比=1:1-10的煤直接液化残渣和第一萃取溶剂添加至萃取装置中，萃取出煤直接液化残渣中重质液化油组分；b)对萃取后的物料进行固液分离，分别得到第一萃取物和第一萃余物；
c)按照步骤a)所述的比例和条件，在步骤b)得到的第一萃余物中加入第二萃取溶剂，对第一萃余物中的浙青质进行萃取，对萃取后的物料进行固液分离，分别得到第二萃取物和第二萃余物；d)对步骤c)得到的第二萃取物进行溶剂回收，得到浙青质和第二萃取溶剂，将所述浙青质粉碎至粒径< 100微米,并按照浙青质天然石墨的质量比=0. 03-0. 20 1的比例将所述浙青质与天然石墨混合均匀；e)按照O. 5-10°C /min的升温速率，将步骤d)得到的浙青质与天然石墨的混合物从室温升温至所述浙青质的软化点±40°c的范围内，然后按照O. 5-re /min的升温速率继续升温，直至所述浙青质完全焦化，获得表面包覆有浙青质的石墨复合材料；f)将步骤e)得到的石墨复合材料进行炭化处理，得到表面包覆有炭层的锂离子电池炭负极材料。作为上述方法的一个优选实施方案是步骤b)和c)中所述的固液分离可以采用真空热抽滤方式、加压热过滤方式、重力沉降分离方法、旋流离心分离方法或蒸馏分离方法。再进一步优选地，步骤a)中采用的萃取装置包括搅拌釜和内衬于搅拌釜中的篮筐式过滤元件，所述篮筐式过滤元件包括边壁和底板，其中，底板为滤材而边壁为基材，或者边壁为滤材而底板为基材，或者边壁和底板均为滤材，用于制备边壁和/或底板的所述滤材的过滤精度为O. 5-10微米，优选为O. 5-5微米；进一步优选地，步骤b)和c)中所述的固液分离利用篮筐式过滤元件以加压热过滤的方式进行，过滤温度为60-300°C，过滤压力为O. l_4MPa;优选地，过滤温度为100-250°C，过滤压力为 O. 6-3MPa。更进一步优选地，所述滤材包括过滤板和用于支撑所述过滤板的过滤孔板，所述过滤板通过压紧固定板和压紧螺栓压紧在过滤孔板上，所述压紧固定板和过滤板之间设有密封垫。所述过滤孔板和底板为一体成型、焊接固定或螺栓连接。所述滤材为过滤板、过滤孔板或其组合，所述滤材和基材均为耐高温高压耐磨的材料，例如304不锈钢、316L不锈钢或陶瓷等。采用上述固液分离方式，使得萃取过程以及萃取物与萃余物的固液分离过程均在萃取装置中进行，实现萃取设备和固液分离设备的耦合。完成萃取过程后，向搅拌釜内冲压进行热压过滤实现萃取物和萃余物的固液分离，萃取物从搅拌釜中排出，萃余物截留在过滤元件内。实现了萃取分离一体化，工艺路线简单，且管道不容易堵塞。本发明对搅拌釜没有特别限定，只要是能够用来混合的机械搅拌反应釜均可。作为上述方法的另一个优选实施方案是所述第一萃取溶剂选自正己烷、石油醚以及110°c以下馏分段的煤液化油中的一种或多种，优选为110°c以下馏分段的煤液化油；所述第二萃取溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、喹啉、吡啶以及160-260°c馏分段的煤液化油中的一种或多种，优选为160-260°C馏分段的煤液化油。作为上述方法的一个优选实施方案是步骤a)中所述的萃取压力为O. 5-2. 5MPa，萃取温度为30-250°C，萃取时间为5-120分钟。作为上述方法的一个优选实施方案是在步骤d)中，得到的浙青质的灰分含量
<O. 5wt% ;所述浙青质与天然石墨在200-50011C混合。作为上述方法的一个优选实施方案是在步骤e)中，所述浙青质的软化点为50-2000C ;所述浙青质在400-550°C的温度下焦化。
作为上述方法的一个优选实施方案是步骤f )所述的炭化处理在惰性气体气氛下进行，其中，炭化温度为800-1500°C，炭化时间为1-24小时。作为上述方法的一个优选实施方案，所述方法还包括向搅拌釜通入热媒，以吹扫步骤b)中的第一萃余物和步骤c)中的第二萃余物，回收所述第一萃取溶剂和第二萃取溶齐U。优选地，所述热媒为80-250°C的氮气、氦气或其混合物，吹扫时间为5-60分钟。作为上述方法的一个优选实施方案是所述惰性气体为氮气、氦气或其混合物。作为上述方法的一个优选实施方案是所述天然石墨为球状的天然石墨，其平均粒径D50为5-30微米。本发明提供了一种根据本发明的方法利用煤直接液化残渣制备的锂离子电池炭负极材料。本发明提供了上述锂离子电池炭负极材料在制备锂离子电池中的用途。通过本发明方法得到的浙青质的灰分含量< O. 5wt%，并且主要由多环的缩合芳烃组成，具有芳香度高、碳含量高、容易聚合或交联的特点，可以作为天然石墨的包覆材料，得到表面包覆浙青质的石墨，所述石墨经过炭化处理后，表面包覆有炭层，可以用作制备锂离子电池炭负极材料的优质原料。并且，所述浙青质是从煤直接液化残渣中萃取出来的，萃取工艺过程简单，可操作性强，萃取溶剂来源广泛、容易回收，具有良好的经济性。此外，利用煤直接液化残渣中的浙青质包覆天然石墨，可以得到充放电容量高的锂离子电池炭负极材料，拓宽了煤液化残渣的应用领域，避免了残渣资源的浪费，对提高煤液化厂的整体经济效益具有非常重要的现实意义。
图I为本发明所采用的萃取装置的示意图；图2为图I中篮筐式过滤元件的一种实施方式的示意图；图3为本发明的实施例I中所采用的天然石墨的电镜图；图4为通过本发明的实施例I制得的锂离子电池炭负极材料的电镜图。
具体实施例方式通过以下实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下述实施例。如图I所示，本发明所采用的萃取装置包括搅拌釜和内衬于搅拌釜的篮筐式过滤元件6。搅拌釜包括上端盖I、釜体2、搅拌轴3和涡轮式搅拌器4，所述釜体2的底部设有卸料阀5，所述篮筐式过滤元件6的上端通过法兰8固定于搅拌釜的釜体2的开口处，所述搅拌釜的上端盖I通过连接螺栓9固定在釜体2上，搅拌轴3与上端盖I之间设有轴承密封10，法兰8与上端盖I之间、法兰8与釜体2之间分别设有密封垫11。所述搅拌釜釜体的外壁设有夹套式换热器12，所述换热器外设有保温层13，同时，所述搅拌釜的釜体内设置有带热电偶套管14的热电偶15。搅拌轴3以及涡轮式搅拌器4通过电机16的带动在釜体内转动。所述篮筐式过滤元件包括边壁和底板，如图2所示，在一种实施方式中，所述边壁201为基材，所述底板为滤材，所述边壁201和底板固定在一起，比如通过焊接固定连接。优选地，所述底板包括过滤板203和用于支撑所述过滤板203的过滤孔板202，其中所述过滤板203用于过滤萃取后的溶剂，过滤后的溶剂通过过滤孔板202上的开孔流出。所述过滤孔板202与边壁201固定连接，所述过滤板203通过压紧固定板205和压紧螺栓204压紧在过滤孔板202上。优选地，所述压紧固定板205和过滤板203之间还设有密封垫。所述滤材的过滤精度可设为O. 5-10微米，优选为O. 5-5微米。在另一个实施方式中，所述篮筐式过滤元件的底板为基材,边壁为滤材,或者所述·篮筐式过滤元件的底板和边壁均为滤材，并固定在一起，比如通过焊接固定连接。实施例I将800g粒度小于3毫米的煤直接液化残渣粉与3000g正己烷加入到如图I所示的萃取装置中，所述过滤元件的边壁为滤材，底板为基材，所述滤材的过滤精度为8微米。向搅拌釜充氮气至O. IMPa,并升温至280°C，以200r/min的搅拌速率搅拌60min，使煤直接液化残渣与正己烷充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为O. 2MPa，过滤温度为80°C，得到重质液化油与正己烷的萃取混合物以及被截留在底板上的萃余物，过滤结束后，重质液化油与正己烷的萃取混合物转入带冷却的接收罐(未示出)中，同时向搅拌釜内继续通100°C的氮气吹扫30分钟，回收正己烷。然后将2500g四氢呋喃加入到搅拌釜中，充N2至3MPa，升温至280°C，以200r/min的搅拌速度搅拌60min,使四氢呋喃与煤直接液化残洛充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为O. 2MPa，过滤温度为80°C，得到浙青质与四氢呋喃的萃取混合物以及被截留在底板上的萃余物。过滤结束后继续通1001的N2吹扫30分钟，回收四氢呋喃。将浙青质与上述四氢呋喃的萃取混合物在蒸馏装置中进行蒸馏，进一步回收四氢呋喃，并得到软化点为130°C的浙青质。将上述条件得到的浙青质粉碎到平均粒径D50为30微米的粉末，取150g浙青质粉末与850g平均粒径D50为15. I微米的球状天然石墨充分混合，在氮气气氛保护下以5°C /min的速率升温至120°C，再以O. 5°C /min的速率逐渐升温至450°C，然后自然降温至室温后出料，过筛。将过筛后的复合石墨放入高温炭化炉中，在氮气气氛保护下逐渐升温至1000°C，保温5小时，自然降温至室温，得到平均粒径D50为15.5微米且表面包覆有炭层的锂离子电池炭负极材料。所述球状天然石墨的电镜图如图3所示，所得到的炭负极材料的电镜图如图4所示，通过图3和图4之间的比较可见包覆后颗粒的平均粒径较包覆前增大O. 4微米，并且使得石墨的棱角有所减少，说明在天然石墨颗粒上包覆上了浙青质。按照锂离子电池炭负极材料粘结剂导电炭黑的质量比=91. 6 :6. 6 :1. 8，在上述负极材料中加入粘结剂聚偏氯乙烯(PVDF)和导电炭黑，用锂片作对电极，用IM的LiPF6的DMC+EMC+EC (体积比I :I: I)溶液作为电解液，制成纽扣式电池，测定其首次充放电效率为91. 3%，可逆容量为 351. 4mAh/g0实施例2将SOOg粒度小于3毫米的煤直接液化残渣粉末与3000g的110°C以下馏程的煤液化油加入到如图I所示的萃取装置中，所述过滤元件的边壁为基材，底板为滤材，所述滤材的过滤精度为5微米。充氮气至O. 5MPa，升温至250°C，以200r/min的搅拌速度搅拌60min，使煤直接液化残渣与上述煤液化油充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为3MPa，过滤温度为100°C，得到重质液化油与110°C以下馏分段的煤液化油的萃取混合物以及被截留在过滤元件内的萃余物，过滤结束后，重质液化油与煤液化油的萃取混合物转入带冷却的接收罐(未示出)中，同时向搅拌釜内继续通100°C的氮气吹扫30分钟，回收110°C以下馏分段的煤液化油。然后向搅拌釜中加入2500g 160_260°C馏分段的煤液化油，充N2至O. 5MPa，升温 至250°C,以200r/min的搅拌速度搅拌60min,使上述煤液化油与截留在所述过滤元件内的萃余物充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为3MPa，过滤温度为100°C，得到浙青质与160-260°C馏份段的煤液化油的萃取混合物以及被截留在过滤元件内的萃余物。过滤结束后继续通200°C的N2吹扫30分钟，回收上述煤液化油。将浙青质与上述煤液化油的萃取混合物在蒸馏装置中进行蒸馏，进一步回收160-260°C馏份段的煤液化油，并得到软化点为120°C的浙青质。将上述条件得到的浙青质粉碎成平均粒径D50为20微米的粉末，取40g浙青质粉末与960g平均粒径D50为8. 8微米的球状天然石墨充分混合，在氮气气氛保护下以5°C /min的速率升温至110°C，再以O. 5°C /min的速率逐渐升温至400°C，然后自然降温至室温后出料，过筛。将过筛后的复合石墨放入高温炭化炉中，在氮气气氛保护下逐渐升温至900°C，保温20小时，自然降温至室温，得到平均粒径D50为9. 3微米的锂离子电池炭负极材料。按照锂离子电池炭负极材料粘结剂导电炭黑的质量比=91. 6 :6. 6 :1. 8，在上述负极材料中加入粘结剂聚偏氯乙烯(PVDF)和导电炭黑，用锂片作对电极，用IM的LiPF6的DMC+EMC+EC (体积比I :I: I)溶液作为电解液，制成纽扣式电池，测定其首次充放电效率为94. 2%，可逆容量为 358. 5mAh/g。实施例3将800g粒度小于3毫米的煤直接液化残渣粉末与3000g的110°C以下馏分段的煤液化油加入到如图I所示的萃取装置中，所述过滤元件的边壁和底板均为滤材，所述滤材3的过滤精度为3微米。充N2至2. 5MPa，升温至30°C，以200r/min的搅拌速度搅拌60min，使煤直接液化残渣与上述煤液化油充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为O. 6MPa，过滤温度为250°C，得到重质液化油与110°C以下馏分段的煤液化油的萃取混合物以及被截留在过滤元件内的萃余物，过滤结束后，重质液化油与上述煤液化油的萃取混合物转入带冷却的接收罐(未示出)中，同时向搅拌釜内继续通100°C的N2吹扫30分钟，回收110°C以下馏分段的煤液化油。然后向搅拌釜中加入2500g的160_260°C馏分段的煤液化油，充N2至2. 5MPa，升温至30°C,以200r/min的搅拌速度搅拌60min,使截留在所述过滤元件内的萃余物与160-260°C馏分段的煤液化油充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为O. 6MPa，过滤温度为250°C，得到浙青质与160-260°C馏分段的煤液化油的萃取混合物以及被截留在所述过滤元件内的萃余物。过滤结束后继续通200°C的N2吹扫30分钟，进一步回收160-260°C馏分段的煤液化油，并得到软化点为160°C的浙青质。将上述条件得到的浙青质粉碎成平均粒径D50为50微米的粉末，取IOOg浙青质粉末与900g平均粒径D50为10. 2微米的球状天然石墨充分混合，在氮气气氛保护下以8°C /min的速率升温至150°C，再以O. 5°C /min的速率逐渐升温至450°C，然后自然降温至室温后出料，过筛。将过筛后的复合石墨放入高温炭化炉中，在氮气气氛保护下逐渐升温至1200°C，保温2小时，自然降温至室温，得到平均粒径D50为10. 6微米的锂离子电池炭负极材料。按照锂离子电池炭负极材料粘结剂导电炭黑的质量比=91. 6 :6. 6 :1. 8，在上述负极材料中加入粘结剂聚偏氯乙烯(PVDF)和导电炭黑，用锂片作对电极，用IM的LiPF6的DMC+EMC+EC (体积比I :I: I)溶液作为电解液，制成纽扣式电池，测定其首次充放电效率为
93.8%，可逆容量为 357. 4mAh/g。实施例4将SOOg粒度小于3毫米的煤直接液化残渣粉末与3000g的110°C以下馏分段的煤液化油加入到如图I所示的萃取装置中，所述过滤元件的边壁和底板均为滤材，所述滤材3的过滤精度为3微米。充氮气至IMPa，升温至200°C，以200r/min的搅拌速度搅拌60min，使煤直接液化残渣与110°C以下馏分段的煤液化油充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为2MPa，过滤温度为200°C，得到重质液化油与上述煤液化油的萃取混合物以及被截留在底板上的萃余物，过滤结束后，重质液化油与石油醚的萃取混合物转入带冷却的接收罐(未示出)中，同时向搅拌釜内继续通100°C的氮气吹扫30分钟，回收上述煤液化油。然后向搅拌釜中加入2500g 160_260°C馏分段的煤液化油，充队至IMPa，升温至200°C,以200r/min的搅拌速度搅拌60min,使上述煤液化油与截留在所述过滤元件内的充分混合。然后进行加压热过滤，过滤压力为1.5MPa，过滤温度为180°C，得到浙青质与160-260°C馏份段的煤液化油的萃取混合物以及被截留在过滤元件内的萃余物。过滤结束后继续通200°C的N2吹扫60分钟，回收上述煤液化油。将浙青质与上述煤液化油的萃取混合物在蒸馏装置中进行蒸馏，进一步回收得到上述煤液化油，并得到软化点为115°C的浙青质。将上述条件得到的浙青质粉碎成平均粒径D50为50微米的粉末，取80g浙青质粉末与920g平均粒径D50为25. O微米的球状天然石墨充分混合，在氮气气氛保护下以8°C /min的速率升温至110°C，再以O. 5°C /min的速率逐渐升温至500°C，然后自然降温至室温后出料，过筛。将过筛后的复合石墨放入高温炭化炉中，在氮气气氛保护下逐渐升温至1500°C，保温10小时，自然降温至室温，得到平均粒径D50为25. 5微米的锂离子电池炭负极材料。按照锂离子电池炭负极材料粘结剂导电炭黑的质量比=91. 6 :6. 6 :1. 8，在上述负极材料中加入粘结剂聚偏氯乙烯(PVDF)和导电炭黑，用锂片作对电极，用IM的LiPF6的DMC+EMC+EC (体积比I :I: I)溶液作为电解液，制成纽扣式电池，测定其首次充放电效率为
94.8%，可逆容量为 359. 4mAh/g。
对比例I取实施例I中所采用的球状天然石墨，并按照天然石墨粘结剂导电炭黑的质量比=91. 6 :6. 6 :1. 8,在上述天然石墨中加入粘结剂聚偏氯乙烯(PVDF)和导电炭黑,用与实施例I相同的锂片作对电极，用IM的LiPF6的DMC+EMC+EC (体积比I :1:1)溶液作为电解液，制成纽扣式锂离子电池，测定其首次充放电效率为85. 7%，可逆容量为335. 6mAh/g。由上述实施例1-4的结果可知，利用通过本发明所述两级萃取方式从煤直接液化残渣中提取出的浙青质包覆天然石墨，可以得到表面包覆有浙青质的复合石墨，经炭化处理可以获得表面包覆炭层的锂离子电池炭负极材料，这不仅拓宽了煤液化残渣的应用领 域，而且与采用天然石墨作为负极材料制得的锂离子电池相比，采用本发明所述的锂离子电池炭负极材料得到的锂离子电池的充放电容量更高。
权利要求
1.一种利用煤直接液化残渣制备锂离子电池炭负极材料的方法，包括下述步骤 a)在惰性气体气氛下，在萃取压力为0-3MPa、萃取温度不高于300°C、萃取时间大于5分钟以及搅拌速率为50-400r/min的条件下，将质量比=1:1-10的煤直接液化残渣和第一萃取溶剂添加至萃取装置中，萃取出煤直接液化残渣中重质液化油组分； b)对萃取后的物料进行固液分离，分别得到第一萃取物和第一萃余物； c)按照步骤a)所述的比例和条件，在步骤b)得到的第一萃余物中加入第二萃取溶剂，对第一萃余物中的浙青质进行萃取，对萃取后的物料进行固液分离，分别得到第二萃取物和第二萃余物； d)对步骤c)得到的第二萃取物进行溶剂回收，得到浙青质和第二萃取溶剂，将所述浙青质粉碎至粒径< 100微米,并按照浙青质天然石墨的质量比=0. 03-0. 20 1的比例将所述浙青质与天然石墨混合均勻； e)按照O.5-10°C /min的升温速率,将步骤d)得到的浙青质与天然石墨的混合物从室温升温至所述浙青质的软化点±20°C的范围内，然后按照O. 5-rC /min的升温速率继续升温，直至所述浙青质完全焦化，获得表面包覆有浙青质的石墨复合材料； f)将步骤e)得到的石墨复合材料进行炭化处理，得到表面包覆有炭层的锂离子电池炭负极材料。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤b)和c)中所述的固液分离方法为真空热抽滤方法、加压热过滤方法、重力沉降分离方法、旋流离心分离方法或蒸馏分离方法。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤a)中采用的萃取装置包括搅拌釜和内衬于搅拌釜中的篮筐式过滤元件，所述篮筐式过滤元件包括边壁和底板，其中，底板为滤材而边壁为基材，或者边壁为滤材而底板为基材，或者边壁和底板均为滤材，所述滤材的过滤精度为O. 5-10微米，优选为O. 5-5微米；进一步优选地，步骤b)和c)中所述固液分离利用所述篮筐式过滤元件以加压热过滤的方式进行，过滤温度为60-300°C，过滤压力为O.l-4MPa。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述滤材包括过滤板和用于支撑所述过滤板的过滤孔板，所述过滤板通过压紧固定板和压紧螺栓压紧在过滤孔板上，所述压紧固定板和过滤板之间设有密封垫。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过滤孔板和底板为一体成型、焊接固定或螺栓连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于所述第一萃取溶剂选自正己烷、石油醚以及110°C以下馏分段的煤液化油中的一种或多种，优选为110°c以下馏分段的煤液化油；所述第二萃取溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、喹啉、吡啶以及160-260°c馏分段的煤液化油中的一种或多种，优选为160-260°C馏分段的煤液化油。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤a)中所述的萃取压力为O.5-2. 5MPa，萃取温度为30_250°C，萃取时间为5-120分钟；步骤b)中所述的过滤温度为100-250°C，过滤压力为 O. 6-3MPa。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在步骤d)中，得到的浙青质的灰分含量<O. 5wt%,所述浙青质与天然石墨在200-50011C混合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于在步骤e)中，所述浙青质的软化点为50-200°C，所述浙青质在400-550°C的温度下焦化。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于步骤f)所述的炭化处理在惰性气体气氛下进行，其中，炭化温度为800-1500°C，炭化时间为1-24小时。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述方法还包括向搅拌釜中通入热媒，以吹扫步骤b)中的第一萃余物和步骤c)中的第二萃余物，进一步回收所述第一萃取溶剂和第二萃取溶剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述步骤e)中的热媒为80-250°C的氮气、氦气或其混合物，吹扫时间为5-60分钟。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述天然石墨为球状天然石墨，其平均粒径D50为5-30微米。
14.一种按照权利要求1-13中任一项所述的方法制得的锂离子电池炭负极材料。
15.如权利要求14所述的锂离子电池炭负极材料在制备锂离子电池中的用途。
全文摘要
本发明提供了一种利用煤直接液化残渣制备锂离子电池炭负极材料的方法，包括将煤直接液化残渣粉和第一萃取溶剂添加至搅拌釜中，然后进行固液分离，得到第一萃取物和第一萃余物；在第一萃余物中加入第二萃取溶剂，进行固液分离，得到第二萃取物和第二萃余物；对第二萃取物进行溶剂回收，得到沥青质和第二萃取溶剂；将沥青质与天然石墨的混合物从室温升温至接近所述沥青质的软化点，然后升温直至所述沥青质焦化，获得表面包覆有沥青质的石墨复合材料，然后进行炭化处理，得到表面包覆有炭层的锂离子电池炭负极材料。通过该锂离子电池炭负极材料可以得到充放电容量高的锂离子电池，拓宽了煤液化残渣的应用领域，避免了残渣资源的浪费。
文档编号H01M4/62GK102916194SQ201210421190
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者常鸿雁, 李克健, 章序文, 王国栋, 武天翔 申请人:神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司上海研究院