[发明专利]一种高比容量锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料含有锰酸锌和氧化石墨烯。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料为锰酸锌和氧化石墨烯组成的复合负极材料。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述氧化石墨烯为所述锂离子电池负极材料总质量的0.005～5.0%，进一步优选为0.008～3.0%，特别优选为0.01～2.0%。

4.一种如权利要求1-3任一项所述锂离子电池负极材料的制备方法，包括：将锰源、锌源和氧化石墨烯加入至溶剂中，混合，其中，锰和锌的摩尔比为1:0.55～1:5，之后超声处理，然后在140~220℃进行水热反应，反应结束后除杂，得到锂离子电池负极材料。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述锰源为氢氧化锰、硝酸锰、硫酸锰或乙酸锰中的1种或至少2种的组合，更优选为硝酸锰、乙酸锰或硫酸锰中的1种或至少2种的组合，特别优选为乙酸锰；

优选地，所述锌源为氢氧化锌、硝酸锌、氯化锌、乙酸锌或硫酸锌中的1种或至少2种的组合，更优选为硝酸锌和/或乙酸锌，特别优选为乙酸锌；

优选地，所述溶剂为水、氨基乙酸、乙醇酸、C₁-C₇醇类、C₃-C₇酮类、C₂-C₇醚类、卤代烷烃或芳香族化合物中的1种或至少2种的组合，进一步优选为氨基乙酸、乙醇酸、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇或丁醇中的1种或至少2种的组合，特别优选为乙二醇。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述溶剂中还含有表面活性剂；

优选地，所述表面活性剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物和/或十六烷基三甲基溴化铵，特别优选为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；

优选地，所述表面活性剂为溶剂和表面活性剂总体积的0.01~10.0%，进一步优选为0.05~8.0%，特别优选为0.1~5.0%。

7.如权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，所述锰和锌的摩尔比为1:0.6～1:4，特别优选为1:0.7～1:3；

优选地，所述混合在搅拌下进行；

优选地，所述混合时间为0.3~1小时，进一步优选为0.4~0.7小时，特别优选为0.5小时；

优选地，所述超声处理时间为0.2～3小时，进一步优选为0.3～2小时，特别优选为0.5～1.5小时。

8.如权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，所述水热反应在反应釜中进行，特别优选在不锈钢反应釜中进行；优选地，水热反应时所述反应釜的填充度为70~90%，进一步优选为80~88%，特别优选为85%；

优选地，所述水热反应温度为150~200℃，特别优选为160~180℃；

优选地，所述水热反应时间为至少12小时，进一步优选为15~40小时，特别优选为18~30小时；

优选地，所述除杂包括依次洗涤并干燥；优选地，所述洗涤采用去离子水和无水乙醇的混合液；优选地，所述洗涤次数为至少2次，进一步优选为3~8次，特别优选为4~6次；优选地，所述干燥在真空下进行；优选地，所述干燥温度为40~120℃，进一步优选为60~100℃，特别优选为80℃。

9.如权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将锰源、锌源和氧化石墨烯加入至溶剂和聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的混合溶液中，搅拌0.3~1小时，其中，锰和锌的摩尔比为1:0.55～1:5，聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物为溶剂和聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的混合溶液体积的0.01~10.0%，之后超声处理0.2～3小时，然后在140~220℃进行水热反应至少12小时，反应结束后采用去离子水和无水乙醇的混合液洗涤至少2次，最后在40~120℃的真空条件下干燥，得到锂离子电池负极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池含有如权利要求1-3任一项所述锂离子电池负极材料。