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CN104085883A - 一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法 Download PDF

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CN104085883A
CN104085883A CN201410325202.3A CN201410325202A CN104085883A CN 104085883 A CN104085883 A CN 104085883A CN 201410325202 A CN201410325202 A CN 201410325202A CN 104085883 A CN104085883 A CN 104085883A
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artificial plumbago
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李子坤
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Abstract

一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法。所述人造石墨负极材料制备方法包括如下步骤：粉体制备，添加粘结剂和/或晶核诱导生长添加剂，混捏，模压成型、热焙烧处理，球化整形和/或融合处理、超高温石墨化、筛分除磁筛分。制备方法操作简单、易于控制，生产成本较低、适合工业化生产。制得的人造石墨负极材料具有高石墨化度、高压实、高容量、高库仑效率、高导电性、高倍率性，可用于锂离子电池。

Description

一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料领域，具体地，本发明涉及一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法。
背景技术
近年来，锂离子电池在各类笔记本电脑、移动电话、数码摄像机、便携式电子产品及车载与储能设备中得到广泛应用。锂离子电池作为一种新型的可充电电池，具有高电压、高能量密度、环保无污染、无记忆效应等优点，在当今能源日趋匮乏，追求低碳环保的形式下被公认为“21世纪最有前景的理想能源”。目前，商用锂离子电池的关键技术之一在于负极材料的选择和应用，在现有负极材料种类中，石墨类材料由于其具有较低的锂嵌入/脱嵌电位、较高的可逆容量且资源丰富、价格低廉等优点，成为非常理想的商业化锂离子电池负极材料。
石墨类材料之一天然石墨具有比容量高、价格低等优点，在商用负极材料领域得到广泛应用，但同时其存在与电解液相容性差、首次不可逆容量较大、充放电倍率性能差、循环性能较差等缺点，直接影响其在长循环寿命，高倍率性能类锂离子电池中的应用。石墨类材料之一人造石墨由于具有牢固的结构稳定性，优良的嵌锂特性，以及长循环寿命，优异极片加工性能等优点得到业内的广泛肯定和使用。但同时其存在容量偏低、压实密度偏低等缺点，导致其单位成本高，限制了其在锂离子电池负极材料中的广泛应用。
近年来，随着电子产品及车载与储能设备的日益小型化和高性能化，对锂离子电池高能量密度化、高倍率性能且长循环寿命的要求不断提升。因此，开发一种高压实、高能量密度、高倍率性能、长循环寿命的石墨类材料已成为负极材料行业当今研究热点。
CN102339988A公开了一种高压实密度锂离子电池负极石墨材料及其制备方法，该发明在一定程度上提高了石墨材料的容量和压实密度，但是这种方法得到的石墨材料以天然石墨为基材，并未从根本上解决负极材料的长循环寿命和高倍率放电性能。
CN102195036A公开了一种表面改性的石墨化中间相炭微粉及其制备方法，该中间相炭微粉经预粉碎处理、添加催化剂、石墨化、球磨整形处理等步骤，在一定程度上能够提高中间相炭微粉的压实密度和容量，但是这种方法得到的炭微粉容量还是在350mAh/g以下，根本无法满足锂离子电池高能量密度(580Wh/L以上)要求。
因此，开发一种高压实、高能量密度、高倍率性能、长循环寿命，并且制备方法简单，生产成本低的锂离子电池负极材料是所属领域的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对人造石墨容量偏低、压实密度偏低等不足，提供一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法。本发明的人造石墨负极材料，既可以保持现有技术锂离子电池用人造石墨负极材料牢固的结构稳定性，优良的嵌锂特性，以及长循环寿命，高倍率性，优异极片加工性等优点，同时解决人造石墨负极材料石墨化度低、容量低、压实密度低等问题，从而开发一种高压实、高能量密度、高倍率性能、长循环寿命，并且制备方法简单，便于生产的锂离子电池用人造石墨负极材料。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池用人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)粉体制备，将碳类材料经物理加工处理得到粉体；
(2)向步骤(1)粉体中加入粘结剂和/或晶核诱导添加剂经混合得到混合物；
(3)将步骤(2)混合物进行模压处理；
(4)将步骤(3)压型品进行热焙烧处理；
(5)将步骤(4)热焙烧处理后压型品进行球化整形和/或融合处理，得到人造石墨负极材料前驱体；
(6)将前驱体进行超高温石墨化处理；
(7)筛分、除磁、筛分，得到。
任选地，所述步骤(4)后进行：(5′)将热焙烧处理后压型品进行超高温石墨化处理；(6′)对超高温石墨化处理压型品进行球化整形和/或融合处理，得到人造石墨负极材料前驱体；(7′)对前驱体进行筛分、除磁，得到人造石墨负极材料。
优选地，所述碳类材料为针状焦、油系焦炭、煤系焦碳、石油渣、增碳剂、无烟煤、焦煤或中间相炭微球中的一种或两种以上的混合，优选为含碳量大于70％、挥发分0.1-30.0％。
优选地，所述粘结剂为沥青和/或树脂类材料。
优选地，所述沥青为煤沥青、石油沥青、改质沥青、中间相沥青中的一种或两种以上的混合，优选地，所述沥青软化点为20-300℃。
优选地，所述树脂类材料为水溶性树脂和/或熔点为30-300℃的树脂。
优选地，所述晶核诱导生长添加剂为含理想六元环结构的碳材料和/或石墨化度达94％以上的含六元环的碳物质；优选为氟化石墨、导电石墨或纳米石墨中的一种或两种以上的混合。
优选地，所述粉体：粘结剂：晶核诱导添加剂的质量比为100:0-30:0-30，且粘结剂和晶核诱导添加剂的质量不同时为0；
优选地，步骤(1)中所述物理加工为将碳类材料进行粉碎、球化、分级整形和球化，得到粉体材料。
优选地，所述粉体材料的平均粒径为3-50μm。
优选地，所述粉碎用设备为机械粉碎机、气流粉碎机或旋转式高速粉碎机中的一种或两种以上的结合。
优选地，所述球化用设备为内分级冲击式微粉碎机、低速冲击式球化粉碎机、超微球磨机、超微粉碎机、气流涡旋式粉碎机或摆式磨粉机中的一种或两种以上的结合。
优选地，所述分级用设备为射流分级机、气流分级机、亚微米分级机或超微米气流分级机中的一种或两种以上的结合。
优选地，步骤(2)中所述混合通过混捏设备处理，可得到均匀分散的混合物。
优选地，所述混捏处理设备为混捏机、真空混捏机、搅拌桶、真空搅拌桶中的一种或两种以上的结合。
优选地，步骤(3)中所述模压处理可以是挤压成形处理、冷模压处理、热模压处理或等静压处理中的一种或两种以上的结合。
优选地，所述模压处理的温度为20℃-500℃，处理的压力为5.0MPa-300.0MPa，处理的时间为0.1-10.0h。
优选地，步骤(4)所述热焙烧处理温度为300-1300℃，焙烧的时间为100h以上，优选为120-500h。
优选地，步骤(5)中所述球化整形和/或融合处理为先破碎机粗碎再整形和球化。
优选地，所述破碎机可为振动式破碎机、颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、冲击式破碎机或复合式破碎机中的一种或两种以上的结合。
优选地，所述整形和球化处理设备为球磨机、融合机或砂磨机，处理的时间为20.0-800.0min，处理的温度为20.0-80.0℃，转速为200-2400r/min。
优选地，步骤(6)中所述超高温石墨化处理的温度为3300℃-3400℃，超高温石墨化处理的时间为3h以上，优选为5-20h。
本发明的目的之二在于提供一种锂离子电池用人造石墨负极材料，所述负极材料由本发明所述方法制备，具有高石墨化度、高压实、高容量、高库仑效率、高导电性、吸液能力强、保液液性好及循环寿命长、低反弹、低膨胀。
优选地，所述人造石墨负极材料为块状、球状、类球状或土豆状，长短轴比为1.0-4.0的粉体。
优选地，所述人造石墨负极材料的平均粒径为1.0-50.0μm，优选为1.0-30.0μm。
优选地，所述人造石墨负极材料的Dmax≤75.0μm。
优选地，所述人造石墨负极材料的比表面积为0.5-15.0m2/g，优选为1.0-10.0m2/g。
优选地，所述人造石墨负极材料的粉体压实密度为1.70-2.250g/cm3，优选为1.75-2.05g/cm3。
优选地，所述人造石墨负极材料的层间距d002为0.3354-0.3585nm。
优选地，所述人造石墨负极材料的孔隙率为1.0-30.0％，优选为1.0-15％。
优选地，所述人造石墨负极材料的磁性物质含量为0.1ppm以下，金属异物颗粒大小为100μm以下。
本发明的目的之三在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池负极材料包括本发明所述制备方法制得的人造石墨负极材料。
与现有技术相比，本发明采用粉体制备与改性技术、晶核诱导生长技术、模压技术和超高温石墨化技术，使人造石墨负极材料石墨化度、容量和压实密度得到大幅度提高，既保持现有技术锂离子电池用人造石墨负极材料牢固的结构稳定性，优良的嵌锂特性，以及长循环寿命，高倍率性，优异极片加工性等优点，同时解决人造石墨负极材料石墨化度低、容量低、压实密度低等问题。
本发明所述人造石墨负极材料具有高石墨化度、高压实、高容量、高库仑效率、高导电性、高倍率、吸液能力强、保液液性好及循环寿命长、低反弹、低膨胀。本发明所述人造石墨负极材料的石墨化度95.0％以上，首次放电容量360mAh/g以上，首次充放电效率94.0％以上，极片压实密度1.80g/cm3以上，用此材料制作的电池能量密度580Wh/L以上，电压4.35V时极片膨胀率为16％以下，循环1000周容量保持率85％以上。在极片压实密度1.80g/cm3下，粉末电导率为50-800S/cm，吸液时间为200s以下，反弹率为4％以下。本发明的制备方法操作简单、易于控制，生产成本较低、适合工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例2和对比实施例1和2的电导率对比图；
图2是本发明实施例2常温1C充放循环性能图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
将含碳量93.0％、挥发分10.0％的针状焦经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与中间相沥青(软化点265℃)、导电石墨按100:15:10的质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行冷模压处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为20.0MPa，处理时间为0.2h。将上述圆柱状压型品置于600℃下热焙烧处理360h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为480min，处理温度为30.0℃，转速为600r/min。将上述粉料于3300℃石墨化处理12h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为16.8μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例2
将含碳量85.0％、挥发分18.0％的石油渣经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与改质沥青(软化点120℃)、纳米石墨按100:12:5的质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行等静压处理获得方块状压型品，处理温度200℃，处理压力为150.0MPa，处理时间为2.0h。将上述方块状压型品置于900℃下热焙烧处理240h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为240.0min，处理温度为30.0℃，转速为900r/min。将上述粉料于3300℃石墨化处理16h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为17.5μm的锂离子电池石墨负极材料。图2是本实施例常温1C充放循环性能图。
实施例3
将含碳量99％、挥发分5％的中间相炭微球经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与丙烯酸树脂(熔点为165℃)、导电石墨按100:8:12的质量比采用真空混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行等静压处理获得方块状压型品，处理温度300℃，处理压力为120.0MPa，处理时间为1.0h。将上述方块状压型品置于450℃下热焙烧处理450h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为90.0min，处理温度为60.0℃，转速为1800r/min。将上述粉料于3350℃石墨化处理18h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为19.8μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例4
将含碳量75％、挥发分15％的无烟煤经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与石油沥青(软化点160℃)、氟化石墨按100:5:20的质量比采用真空搅拌桶进行混合处理，混合均匀后对上述料进行热模压处理获得圆柱状压型品，处理温度400℃，处理压力为200.0MPa，处理时间为0.5h。将上述圆柱状压型品置于300℃下热焙烧处理480h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为600.0min，处理温度为75.0℃，转速为450r/min。将上述粉料于3400℃石墨化处理18h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为12.7μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例5
将含碳量81％、挥发分9％的煤系焦炭经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与纳米石墨按100:20的质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行等静压处理获得方块状压型品，处理温度150℃，处理压力为300.0MPa，处理时间为2h。将上述方块状压型品置于1200℃下热焙烧处理60h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为120.0min，处理温度为50.0℃，转速为1200r/min。将上述粉料于3300℃石墨化处理14h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为18.6μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例6
将含碳量87％、挥发分11％的增碳剂经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与酚醛树脂(熔点为95℃)、导电石墨按100:20:10的质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行挤压成形处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为15.0MPa，处理时间为8h。将上述圆柱状压型品置于800℃下热焙烧处理180h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为60.0min，处理温度为45.0℃，转速为2400r/min。将上述粉料于3400℃石墨化处理16h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为14.5μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例7
将含碳量84％、挥发分6％的油系焦炭经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与呋喃树脂(熔点为132℃)按100:25的质量比采用真空混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行冷模压处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为10.0MPa，处理时间为1h。将上述圆柱状压型品置于1100℃下热焙烧处理120h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为360.0min，处理温度为45.0℃，转速为720r/min。将上述粉料于3400℃石墨化处理12h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为21.8μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例8
将含碳量96％、挥发分9％的中间相炭微球经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与煤沥青(软化点75℃)、纳米石墨按100:12:12的质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行热模压处理获得方块状压型品，处理温度450℃，处理压力为200.0MPa，处理时间为3h。将上述方块状压型品置于900℃下热焙烧处理360h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为240.0min，处理温度为60℃，转速为900r/min。将上述粉料于3400℃石墨化处理6h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为24.5μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例9
将含碳量89％、挥发分14％的煤系焦炭经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与中间相沥青(软化点280℃)、导电石墨按100:2:8的质量比采用搅拌桶进行混合处理，混合均匀后对上述料进行挤压成形处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为40.0MPa，处理时间为6h。将上述圆柱状压型品置于750℃下热焙烧处理240h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为360.0min，处理温度为60℃，转速为720r/min。将上述粉料于3400℃石墨化处理8h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为15.9μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例10
将含碳量93％、挥发分11％的针状焦经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与改质沥青(软化点110℃)、氟化石墨按100:15:15的质量比采用真空搅拌桶进行混合处理，混合均匀后对上述料进行冷模压处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为60.0MPa，处理时间为0.5h。将上述圆柱状压型品置于650℃下热焙烧处理420h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为720.0min，处理温度为80℃，转速为300r/min。将上述粉料于3350℃石墨化处理16h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为20.2μm的锂离子电池石墨负极材料。
实施例11
将含碳量72％、挥发分0.5％的石油渣经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与改质沥青(软化点135℃)、导电石墨按100:2:25的质量比采用真空搅拌桶进行混合处理，混合均匀后对上述料进行冷模压处理获得圆柱状压型品，处理温度60℃，处理压力为110.0MPa，处理时间为2.5h。将上述圆柱状压型品置于500℃下热焙烧处理320h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、球磨处理，球磨处理时间为25.0min，处理温度为33℃，转速为500r/min。将上述粉料于3320℃石墨化处理3h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为20.2μm的锂离子电池石墨负极材料。
比较实施例1
将含碳量大于75％、挥发分10.0-20.0％的无烟煤经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料置于750℃下热焙烧处理420h，冷却至室温后将上述粉料于3000℃石墨化处理12h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为16.8μm的锂离子电池石墨负极材料。
比较实施例2
将含碳量大于80％、挥发分5.0-10.0％的油系焦炭经粉碎、球化、分级整形得到3-50μm粉体材料；将上述粉体材料与中间相沥青按100:20质量比采用混捏机进行混合处理，混合均匀后对上述料进行冷模压处理获得圆柱状压型品，处理温度25℃，处理压力为20.0MPa，处理时间为0.5h。将上述圆柱状压型品置于900℃下热焙烧处理240h，冷却至室温后将上述压型品进行破碎、融合处理，融合处理时间为180.0min，处理温度为45℃，转速为1200r/min。将上述粉料于2800℃石墨化处理18h，将所得物料进行筛分、除磁、筛分得到平均粒度为22.1μm的锂离子电池石墨负极材料。
采用美国CARVER4350压实密度仪测定实施例及比较实施例粉体压实密度，采用MCP-PD51粉末电导率测定系统测定实施例及比较实施例电导率，采用GBT24533-2009国家标准测定实施例及比较实施例半电池性能，层间距d002。
采用如下方法计算石墨化度：
石墨化度＝(0.344-d002)/(0.344-0.3354)
图1是本发明实施例2和对比实施例1和2的电导率对比图。
从图1可以看出，本发明方法制备的锂离子电池用人造石墨负极材料实施例2的电导率明显优于比较实施例1和2，电导率同比增长80-120S/cm。
各实施例及比较实施例人造石墨负极材料的性能参数如下面列表1所示。
表1
由表1可见：比较实施例1和2的首次放电容量低，小于340mAh/g，首次效率低于92.0％，压实密度小于1.65g/cm3，石墨化度也小于93.0％；而采用本发明方法制备的人造石墨负极材料，首次放电容量大于360mAh/g，首次效率大于94.0％，粉末压实密度达到1.70g/cm3以上，石墨化度大于95.0％以上；
本发明所用全电池测试方法为：以实施例1-11及比较实施例1-2为负极材料，CMC和SBR为粘结剂，Super-P为导电剂，三者质量比为负极材料：粘结剂：导电剂＝95.8:3.2:1.0，以铜箔为集流体进行涂片，经烘干、压片、裁片得到负极片。再以LiCoO2为正极材料，以PVDF为粘结剂，Super-P为导电剂，三者质量比为正极材料：粘结剂：导电剂＝94.5:1.5:4.0，以铝箔为集流体进行涂片，经常规方法烘干、压片、裁片得到正极片。将上述相匹配的正负极片，以(PE或PP)为隔膜，按正极/隔膜/负极，自上而下的顺序放好，然后卷绕成383450P软包电芯。铝塑膜封装电芯后在干燥的氩气手套箱中从电芯注液口注入适量电解液(lmol/L LiPF6/DMC+EMC+EC，1:1:1)。容量保持率采用1C充放电进行测试。倍率性能评价采用1C充电，然后分别以1C、5C、10C和20C的放电电流放电，测试不同倍率情况下放电容量与1C倍率情况下容量变化率。
各实施例及比较实施例人造石墨负极材料的倍率性能参数如下面列表2所示。
表2
负极材料 2C/1C 5C/1C 10C/1C 20C/1C
实施例1 99.6％ 98.6％ 97.8％ 94.5％
实施例2 99.5％ 98.6％ 98.0％ 94.6％
实施例3 99.4％ 98.2％ 97.9％ 95.1％
实施例4 99.3％ 98.7％ 97.9％ 94.5％
实施例5 99.6％ 98.6％ 97.8％ 94.6％
实施例6 99.5％ 98.6％ 98.0％ 95.1％
实施例7 99.4％ 98.6％ 97.8％ 94.2％
实施例8 99.5％ 98.4％ 97.6％ 94.3％
实施例9 99.5％ 98.5％ 98.0％ 94.1％
实施例10 99.3％ 98.8％ 98.0％ 94.9％
实施例11 99.4％ 98.7％ 97.9％ 94.6％
比较实施例1 98.6％ 92.1％ 86.6％ 75.8％
比较实施例2 97.6％ 90.2％ 84.1％ 72.6％
由表2可见：比较实施例1和2的20C/1C在80％以下，而采用本发明方法制备的人造石墨负极材料，20C/1C提升到94.0％以上；
从图2可以看出，实施例2所得锂离子电池用人造石墨负极材料的循环性能图显示充放电循环1000周的容量保持率达到85％以上，说明循环稳定性优异。
由以上实验结果可知，本发明所述方法制备的人造石墨负极材料具有高石墨化度、高压实、高容量、高库仑效率、高导电性、高倍率性能。分析其原因为：本发明方法采用采用粉体制备与改性技术、晶核诱导生长技术、模压技术和超高温石墨化技术，使人造石墨负极材料石墨化度、容量和压实密度得到大幅度提高，既保持现有技术锂离子电池用人造石墨负极材料牢固的结构稳定性，优良的嵌锂特性，以及长循环寿命，高倍率性、极片加工性好等优点，同时解决人造石墨负极材料石墨化度低、容量低、压实密度低等问题。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池用人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)粉体制备，将碳类材料经物理加工处理得到粉体；
(2)向步骤(1)粉体中加入粘结剂和/或晶核诱导添加剂经混合得到混合物；
(3)将步骤(2)混合物进行模压处理；
(4)将步骤(3)压型品进行热焙烧处理；
(5)将步骤(4)热焙烧处理后压型品进行球化整形和/或融合处理，得到人造石墨负极材料前驱体；
(6)将前驱体进行超高温石墨化处理；
(7)筛分、除磁、筛分，得到。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)后进行：(5′)将热焙烧处理后压型品进行超高温石墨化处理；(6′)对超高温石墨化处理压型品进行球化整形和/或融合处理，得到人造石墨负极材料前驱体；(7′)对前驱体进行筛分、除磁，得到人造石墨负极材料。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳类材料为针状焦、油系焦炭、煤系焦碳、石油渣、增碳剂、无烟煤、焦煤或中间相炭微球中的一种或两种以上的混合，优选为含碳量大于70％、挥发分0.1-30.0％；
优选地，所述粘结剂为沥青和/或树脂类材料；
优选地，所述沥青为煤沥青、石油沥青、改质沥青、中间相沥青中的一种或两种以上的混合，优选地，所述沥青软化点为20-300℃；
优选地，所述树脂类材料为水溶性树脂和/或熔点为30-300℃的树脂；
优选地，所述晶核诱导生长添加剂为含理想六元环结构的碳材料和/或石墨化度达94％以上的含六元环的碳物质；优选为氟化石墨、导电石墨或纳米石墨中的一种或两种以上的混合；
优选地，所述粉体：粘结剂：晶核诱导添加剂的质量比为100:0-30:0-30，且粘结剂和晶核诱导添加剂的质量不同时为0。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述物理加工为将碳类材料进行粉碎、球化、分级整形和球化，得到粉体材料；
优选地，所述粉体材料的平均粒径为3-50μm；
优选地，所述粉碎用设备为机械粉碎机、气流粉碎机或旋转式高速粉碎机中的一种或两种以上的结合；
优选地，所述球化用设备为内分级冲击式微粉碎机、低速冲击式球化粉碎机、超微球磨机、超微粉碎机、气流涡旋式粉碎机或摆式磨粉机中的一种或两种以上的结合；
优选地，所述分级用设备为射流分级机、气流分级机、亚微米分级机或超微米气流分级机中的一种或两种以上的结合。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述混合通过混捏设备处理；
优选地，所述混捏处理设备为混捏机、真空混捏机、搅拌桶、真空搅拌桶中的一种或两种以上的结合；
优选地，步骤(3)中所述模压处理是挤压成形处理、冷模压处理、热模压处理或等静压处理中的一种或两种以上的结合；
优选地，所述模压处理的温度为20℃-500℃，处理的压力为5.0MPa-300.0MPa，处理的时间为0.1-10.0h。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述热焙烧处理温度为300-1300℃，焙烧的时间为100h以上，优选为120-500h；
优选地，步骤(5)中所述球化整形和/或融合处理为先破碎机粗碎再整形和球化；
优选地，所述破碎机为振动式破碎机、颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、冲击式破碎机或复合式破碎机中的一种或两种以上的结合；
优选地，所述整形和球化处理设备为球磨机、融合机或砂磨机，处理的时间为20.0-800.0min，处理的温度为20.0-80.0℃，转速为200-2400r/min；
优选地，步骤(6)中所述超高温石墨化处理的温度为3300℃-3400℃，超高温石墨化处理的时间为3h以上，优选为5-20h。
7.一种锂离子电池用人造石墨负极材料，其特征在于，所述负极材料由权利要求1-6任一项所述的方法制备。
8.根据权利要求7所述的人造石墨负极材料，其特征在于，所述人造石墨负极材料为块状、球状、类球状或土豆状，长短轴比为1.0-4.0的粉体；
优选地，所述人造石墨负极材料的平均粒径为1.0-50.0μm，优选为1.0-30.0μm；
优选地，所述人造石墨负极材料的Dmax≤75.0μm；
优选地，所述人造石墨负极材料的比表面积为0.5-15.0m2/g，优选为1.0-10.0m2/g；
优选地，所述人造石墨负极材料的粉体压实密度为1.70-2.250g/cm3，优选为1.75-2.05g/cm3。
9.根据权利要求7或8所述的人造石墨负极材料，其特征在于，所述人造石墨负极材料的层间距d002为0.3354-0.3585nm；
优选地，所述人造石墨负极材料的孔隙率为1.0-30.0％，优选为1.0-15％；
优选地，所述人造石墨负极材料的磁性物质含量为0.1ppm以下，金属异物颗粒大小为100μm以下。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池负极材料包括权利要求7-9任一项所述的人造石墨负极材料。
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