[發明專利]一種氮摻雜石墨復合負極材料及其制備方法及一種鋰離子電池

在審

• 申請號: 202111603412.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114261962A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 胡朝文;邵樂;高昕瑾;米吉福;路通;胡秋晨;謝科予;沈超;張秦怡;張貴錄
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司;西北工業大學
• 主分類號: C01B32/21
• 分類號: C01B32/21;C01B32/05;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：向石墨中加入可溶性鋅鹽，攪拌均勻，得到第一混合液；

S2：將2-甲基咪唑溶液加入第一混合液中，持續攪拌至反應完全，得到第二混合液；

S3：對第二混合液進行抽濾清洗干燥，得到2-甲基咪唑鋅鹽包覆石墨的核殼結構材料；

S4：將步驟S3中制得的2-甲基咪唑鋅鹽包覆石墨的核殼結構材料置于惰性氣氛中進行熱處理，制得氮摻雜石墨復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，將可溶性鋅鹽加入石墨中之前，采用陰離子表面活性劑溶液對所述石墨進行預處理。

3.根據權利要求2所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述陰離子表面活性劑為聚苯乙烯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的其制備方法，其特征在于，所述陰離子表面活性劑溶液中加入支持電解質。

5.根據權利要求4所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述石墨的D50為4～9um。

6.根據權利要求1所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述2-甲基咪唑鋅鹽包覆石墨的核殼結構材料的2-甲基咪唑鋅鹽包覆層厚度為50～500nm。

7.根據權利要求1所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性金屬鹽與2-甲基咪唑的摩爾比為(1:4)～(1:32)。

8.根據權利要求1所述的一種氮摻雜石墨復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中熱處理溫度為920℃～1000℃。

9.一種氮摻雜石墨復合負極材料，其特征在于，通過權利要求1-8所述的制備方法制得，所述氮摻雜石墨復合負極材料的表層為多孔無定型碳層。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包含權利要求9所述的氮摻雜石墨復合負極材料；所述鋰離子電池在25℃的1C倍率嵌鋰性能為190～230mAh/g。