[发明专利]一种石墨插层化合物锂离子电池负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可用作锂离子电池负极材料的石墨插层化合物，其特征在于该化合物的插层主体为石墨，插层客体为可逆储存锂离子的物质；石墨插层化合物的阶数为1到50的单一阶或含不同阶的化合物；主体与客体材料的摩尔比在50 和2之间。

2.根据权利要求1所述的石墨插层化合物，其特征在于所述石墨为天然石墨、人造石墨、改性石墨、石墨化的碳材料具有层状结构的石墨中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的石墨插层化合物，其特征在于所述插层客体为金属盐、金属氧化物、聚合物，单质中的一种，或其中几种的混合体。

4.根据权利要求1所述的石墨插层化合物，其特征在于材料的形貌为粉末状、片状、球状、棒状形貌中的一种，或其中几种的混合物。

5.如权利要求1—4之一所述的石墨插层化合物的制备方法，其特征在于为固相插入、液相插入、气相插入方法中的一种，或其中几种方法的混合。

6.如权利要求1—4之一所述石墨插层化合物在制备非水电解质的电化学器件中的应用，其特征在于所述非水电解质的电化学器件由正极膜、负极膜、介于两者之间的隔膜及含有阴阳离子并具有离子导电性的电解质组成，其中，所述负极膜部分或全部采用石墨插层化合物材料。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述的电化学器件，包括正极采用锂离子嵌入化合物的含有机电解质的锂离子电池；正极采用活性碳或赝电容电极材料含有机电解质的混合型电化学电容器。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述的含有阴阳离子并具有离子导电性的电解质为液体电解质、离子液体、聚合物电解质或全固态电解质。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述的所述锂离子嵌入化合物为，尖晶石结构的LiM₂O₄，层状结构的LiMO₂，或聚阴离子的LiMPO₄，Li₂MSiO₄，M为过渡金属元素：Mn, Co, Ni, Fe；或者为上述化合物材料的金属元素Me掺杂的材料，金属元素Me为Li、Mg、 Cr、 Al、Co、Ni、Mn、Al、Zn、Cu、La的一种，或其中的几种；或者为上述化合物材料和上述金属元素Me掺杂材料的部分F,S取代的电极材料；所述活性碳电极材料为活性炭、碳纤维、碳气溶胶、碳纳米管或石墨烯；所述赝电容电极材料为金属氧化物电极材料RuO₂、NiOx、MnO₂、V₂O₅、或CoOx，或者为聚合物电极材料PPY、PTH、PAni、PAS或PFPT。