[發(fā)明專利]一種三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911328823.6
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111003704B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;劉萍;徐懷良;陳輝;常凱銘;高瑞星;萬文文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海昱瓴新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 田黎絨

1.一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述制備方法的步驟順序如下：

(1)以金屬鈉、金屬鉀二者的任意比例組成的金屬原料，在氬氣保護(hù)氣氛下以5-10℃/min的升溫速率升至450-700℃的反應(yīng)溫度，再通入二氧化碳和含氮氣體的混合氣，所述的二氧化碳和含氮氣體的氣流量之比為1：4-4：1，反應(yīng)3h后關(guān)閉混合氣流，保持反應(yīng)空間密封，保溫6-48h，冷卻至室溫，得到黑色固體；

(2)將步驟(1)得到的黑色固體粉碎后，100目篩分，取篩下物，按質(zhì)量比1：2-5加入去離子水或1-5mol/L的酸溶液，浸泡2-11h；

(3)將步驟(2)得到產(chǎn)物充分過濾和洗滌，烘干，得到三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的金屬原料為金屬鈉和金屬鉀按1:3-4質(zhì)量比得到的室溫液態(tài)合金。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的含氮氣體是指氮氣(N₂)、氨氣(NH₃)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、一氧化二氮(N₂O)、三氧化二氮(N₂O₃)中的一種或任意組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的反應(yīng)溫度為550-600℃，保溫時間為12-24h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的優(yōu)選使用按固液質(zhì)量比1:4加入去離子水浸泡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的酸溶液為鹽酸溶液、硝酸溶液或者硫酸溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料BET比表面積在100-2000m²/g之間，t-plot方法測試微孔面積占總比表面積的50-90％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料為氮摻雜三維石墨烯材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料具有蜂窩狀三維結(jié)構(gòu)。

10.以權(quán)利要求1～9任一項所述制備三維石墨烯鋰離子電池超快充負(fù)極材料的方法制備的負(fù)極材料應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極。