[發明專利]類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法及類石墨烯包覆鋰離子電池材料和應用

在審

• 申請號: 201710772419.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107579222A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 雷磊;馬書良;杜孟衣;周自娜;趙騰飛;楊國凱;成信剛
• 申請（專利權）人: 北方奧鈦納米技術有限公司;銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 齊海迪

1.一種類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)采用氧化劑對石墨進行氧化處理，得到氧化石墨前驅體；將氧化石墨前驅體置于還原性氣氛中進行燒結后，分散，得到類石墨烯；

(b)將電池材料原料與類石墨烯混合，研磨，干燥，于保護性氣氛下燒結，得到類石墨烯包覆鋰離子電池材料；

其中，電池材料原料包括鋰源、磷源和鐵源；或，電池材料原料包括鋰源和鈦源。

2.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，步驟(a)中，將石墨與氧化劑混合，采用氧化劑對石墨進行氧化處理10-30h，過濾，干燥，得到氧化石墨前驅體。

3.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，所述石墨與氧化劑的質量比為(1-2.5):(40-46)；

優選的，所述氧化劑選自濃硫酸、硝酸鈉、高錳酸鉀、濃硝酸、氯酸鉀或雙氧水中的一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，步驟(a)中，燒結的溫度為700-1000℃，燒結時間為5-12h；

優選的，燒結時所采用的還原性氣氛選自H₂、N₂、NH₃、NO、CO或H₂S中的一種或者至少兩種的組合。

5.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，所述類石墨烯為電池材料原料質量的0.5-5％。

6.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，步驟(b)中，所述干燥為噴霧干燥或烘箱干燥；

優選的，所述干燥為噴霧干燥，噴霧干燥的進口溫度為200-350℃，出口溫度為60-120℃。

7.根據權利要求1所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，步驟(b)中，所述燒結的溫度為500-900℃，燒結的時間為2-10h；

優選的，所述燒結時的保護性氣氛為氮氣、氬氣、氦氣、氖氣、氪氣或氙氣中的一種。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(a)采用氧化劑對石墨進行氧化處理10-30h，過濾，干燥，得到氧化石墨前驅體；

將氧化石墨前驅體置于還原性氣氛中于700-1000℃下燒結5-12h，以3000-5000rpm的轉速分散0.5-2h，得到類石墨烯；

(b)將電池材料原料與類石墨烯混合，研磨，噴霧干燥，于保護性氣氛中500-900℃下燒結2-10h，得到類石墨烯包覆鋰離子電池材料；

其中，類石墨烯為電池材料原料質量的0.5-5％；

電池材料原料包括鋰源、磷源和鐵源；或，電池材料原料包括鋰源和鈦源。

9.一種類石墨烯包覆鋰離子電池材料，其特征在于，采用權利要求1-8任意一項所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法制備得到。

10.權利要求1-8任意一項所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料的制備方法或權利要求9所述的類石墨烯包覆鋰離子電池材料在鋰離子電池材料中的應用。