[發(fā)明專利]一種石墨插層化合物鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210050750.0
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN103296277A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏永姚;王飛;易金;王永剛
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種可用作鋰離子電池負(fù)極材料的石墨插層化合物，其特征在于該化合物的插層主體為石墨，插層客體為可逆儲存鋰離子的物質(zhì)；石墨插層化合物的階數(shù)為1到50的單一階或含不同階的化合物；主體與客體材料的摩爾比在50?和2之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨插層化合物，其特征在于所述石墨為天然石墨、人造石墨、改性石墨、石墨化的碳材料具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨插層化合物，其特征在于所述插層客體為金屬鹽、金屬氧化物、聚合物，單質(zhì)中的一種，或其中幾種的混合體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨插層化合物，其特征在于材料的形貌為粉末狀、片狀、球狀、棒狀形貌中的一種，或其中幾種的混合物。

5.如權(quán)利要求1—4之一所述的石墨插層化合物的制備方法，其特征在于為固相插入、液相插入、氣相插入方法中的一種，或其中幾種方法的混合。

6.如權(quán)利要求1—4之一所述石墨插層化合物在制備非水電解質(zhì)的電化學(xué)器件中的應(yīng)用，其特征在于所述非水電解質(zhì)的電化學(xué)器件由正極膜、負(fù)極膜、介于兩者之間的隔膜及含有陰陽離子并具有離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)組成，其中，所述負(fù)極膜部分或全部采用石墨插層化合物材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的電化學(xué)器件，包括正極采用鋰離子嵌入化合物的含有機(jī)電解質(zhì)的鋰離子電池；正極采用活性碳或贗電容電極材料含有機(jī)電解質(zhì)的混合型電化學(xué)電容器。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的含有陰陽離子并具有離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)為液體電解質(zhì)、離子液體、聚合物電解質(zhì)或全固態(tài)電解質(zhì)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于所述的所述鋰離子嵌入化合物為，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiM₂O₄，層狀結(jié)構(gòu)的LiMO₂，或聚陰離子的LiMPO₄，Li₂MSiO₄，M為過渡金屬元素：Mn,?Co,?Ni,?Fe；或者為上述化合物材料的金屬元素Me摻雜的材料，金屬元素Me為Li、Mg、?Cr、?Al、Co、Ni、Mn、Al、Zn、Cu、La的一種，或其中的幾種；或者為上述化合物材料和上述金屬元素Me摻雜材料的部分F,S取代的電極材料；所述活性碳電極材料為活性炭、碳纖維、碳?xì)馊苣z、碳納米管或石墨烯；所述贗電容電極材料為金屬氧化物電極材料RuO₂、NiOx、MnO₂、V₂O₅、或CoOx，或者為聚合物電極材料PPY、PTH、PAni、PAS或PFPT。