本发明属于电池材料，涉及一种人造石墨及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着锂离子电池行业的高速发展，石墨作为电池的负极材料被广泛应用。天然石墨虽然具备成本和比容量的优势，但是人造石墨在循环性能、安全性能、充放电倍率表现更为优秀，市占率目前稳定在80％以上。石墨化是人造石墨生产的关键工序，把炭质材料加热到2300-3000℃，利用热活化将热力学不稳定的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化，石墨晶质结构的转化、原子重排的能量来源于高温热处理，随着温度的提高，石墨层间距逐渐变小，一般在0.343-0.346nm之间，一般到2500℃时变化显著，到3000℃时变化逐渐缓慢，直至完成整个石墨化。这一过程需要消耗大量能量，属于高能耗环节，在目前人造石墨成本结构中，石墨化约占了50％，为目前负极材料降本的重要环节。
2、根据加热方法不同，石墨化主要有间歇式和连续式两种生产工艺。由于连续式工艺还不太成熟，目前，主流的工艺为间歇式工艺，间歇式石墨化过程中物料需要经历装炉、升温、石墨化、降温断电出炉等工序。目前间歇式石墨化工艺主流为艾奇逊及厢式石墨化炉。传统的石墨化工序一个周期达到15-22天，耗能耗时。
3、cn118005013a公开了一种石墨负极材料及其制备方法。其通过低温煅烧，初破，粉碎，整形，造粒，石墨化，表面修饰，碳化等工序，制备了一种石墨负极材料。
4、cn116081598a公开了一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，其利用热固性树脂和焦源采用融合机进行混合造粒，然后进行石墨化处理，得到硬碳和人造石墨的复合材料，即为锂离子电池复合负极材料。
5、上述方案所述石墨化的方法存在有石墨化度低，操作复杂且耗时长、能耗较大的问题，不利于在实际生产中的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种人造石墨及其制备方法和应用，本发明所述方法在提高材料石墨化的同时实现连续化生产，不仅降低能耗同时还减少了制备周期，生产效率大幅度提升。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种人造石墨的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)保护气氛中，对悬浮状态的混合物进行热处理，得到复合碳材料；
5、所述混合物包括焦类碳材料和沥青；
6、(2)然后对悬浮状态的复合碳材料进行石墨化处理，得到所述人造石墨。
7、本发明所述保护气氛中的气体由下往上通入，混合物在保护气体的吹动下吹至悬浮状态并保持在一定范围内活动。
8、本发明将焦类碳材料和沥青在悬浮状态下充分混合后进行热处理，使得沥青均匀包覆在焦类碳材料表面并碳化，之后通过等离子处理，利用等离子加热升温速度迅速的优势将热量直接作用于复合碳材料使其快速石墨化，进而制得石墨化程度高的人造石墨，所述方法操作简单且耗时较短，在一个装置内即可完成，且得到的人造石墨可以在反应装置内降温到200℃后直接抽出到冷却区继续降温，抽出人造石墨后即可以进行下一步进料，实现连续生产并降低能耗。
9、优选地，步骤(1)所述焦类碳材料包括石油焦和/或针状焦。
10、优选地，步骤(1)所述焦类碳材料与沥青的质量比为100:(2～5)，例如：100:2、100:2.5、100:3、100:3.5、100:4或100:5等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，步骤(1)所述保护气氛中石油焦的的浓度为≤100kg/m3。
12、优选地，步骤(1)所述惰性气氛包括氩气和/或氮气。
13、优选地，步骤(1)所述惰性气体的流速为0.02～0.025m/s，例如：0.02m/s、0.021m/s、0.022m/s、0.023m/s、0.024m/s或0.025m/s等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地，步骤(1)所述热处理包括一步热处理和二步热处理。
15、优选地，所述一步热处理的温度为200～400℃，例如：200℃、250℃、300℃、350℃或400℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述一步热处理的时间为0.2～1h，例如：0.2h、0.4h、0.5h、0.8h或1h等。
17、本发明所述一步热处理的过程中，由于是悬浮状态，沥青液化包覆在焦类碳材料颗粒的表面，形成均匀且稳定的包覆层。
18、优选地，所述二步热处理的温度为900～1200℃，例如：900℃、950℃、1000℃、1100℃或1200℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19、优选地，所述二步热处理的时间为0.5～1.5h，例如：0.5h、0.8h、1h、1.2h或1.5h等。
20、本发明经过二步热处理，焦碳材料颗粒表面的沥青发生碳化，生成的碳层可以起到快速传热的作用，可以提高后续等离子煅烧过程中复合碳材料的石墨化程度。
21、优选地，步骤(2)所述石墨化处理包括等离子加热。
22、优选地，所述等离子加热的电流功率为20～200kw，例如：20kw、80kw、100kw、150kw或200kw等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(2)所述石墨化处理的升温速度为300～400℃/min，例如：300℃/mi、320℃/mi、350℃/mi、380℃/mi或400℃/mi等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24、优选地，步骤(2)所述石墨化处理的温度为2500～3000℃，例如：2500℃、2600℃、2700℃、2900℃或3000℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25、优选地，步骤(2)所述石墨化处理的时间为0.2～1h，例如：0.2h、0.4h、0.6h、0.8h或1h等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26、第二方面，本发明提供了一种人造石墨，所述人造石墨通过如第一方面所述制备方法制得。
27、第三方面，本发明提供了一种负极极片，所述负极极片包含如第二方面所述的人造石墨。
28、第四方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如第三方面所述的负极极片。
29、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
30、(1)本发明所述方法在同一高温炉中实现了焦炭类材料混料、碳化、石墨化一体化、连续化生产，节能节时，缩短了生产周期，生产效率得到提升。
31、(2)本发明所述方法在实现连续生产且降低生产时间的情况下，制得人造石墨的石墨化度可达90％左右。可以满足锂电负极材料应用的需要。
1.一种人造石墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述焦类碳材料包括石油焦和/或针状焦；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述保护气氛中石油焦的浓度为≤100kg/m3。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述保护气氛包括氩气和/或氮气；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理包括一步热处理和二步热处理；
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述石墨化处理包括等离子加热；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述石墨化处理的升温速度为300～400℃/min；
8.一种人造石墨，其特征在于，所述人造石墨通过如权利要求1-7任一项所述制备方法制得。
9.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包含如权利要求8所述的人造石墨。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的负极极片。