[发明专利]制备负极材料的方法、负极材料、负极极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种制备负极材料的方法，其特征在于，包括：

将内核材料与含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体混合并加热，以使所述含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体包覆所述内核材料；

将所述包覆有含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体的内核材料与功能化石墨烯混合并加热，以使所述功能化石墨烯包覆所述含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体以及所述内核材料；

将所述功能化石墨烯、所述含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体以及所述内核材料进行烧结处理，获得通过掺杂碳将石墨烯固定包覆在所述内核材料表面的所述负极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有杂元素的聚合物可以由含有杂元素的有机单体通过聚合反应获得，所述将内核材料与含有杂元素的聚合物混合并加热，以使所述含有杂元素的聚合物或含有杂元素的离子液体包覆所述内核材料，包括：

将所述内核材料与所述含有杂元素的有机单体混合并加热，通过所述含有杂元素的有机单体在所述内核材料表面上的聚合反应生成所述含有杂元素的聚合物，以使所述含有杂元素的聚合物包覆所述内核材料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功能化石墨烯与所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体之间是通过所述功能化石墨烯携带的官能团和所述含有杂元素的聚合或所述含有杂元素的离子液体携带的官能团之间的化学反应固定的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述内核材料的投料质量占所述内核材料、所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体、所述功能化石墨烯投料质量之和的79.9％～98.9％，所述功能化石墨烯的投料质量占所述内核材料、所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体、所述功能化石墨烯投料质量之和的0.1％～10％，所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体的投料质量占所述内核材料、所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体、所述功能化石墨烯投料质量之和的1％～20％。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述功能化石墨烯携带的官能团包括：氨基官能团、胺基官能团、酰胺基官能团、羧基官能团、羟基官能团、酮基官能团、羰基官能团、硝基官能团、磺酸基官能团、酯基官能团、腈基官能团、偶氮基官能团和硅氧烷基官能团中的至少一种。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述含有杂元素的聚合物或所述含有杂元素的离子液体携带的官能团包括：氨基官能团、胺基官能团、酰胺基官能团、羧基官能团、羟基官能团、酮基官能团、羰基官能团、硝基官能团、磺酸基官能团、酯基官能团、腈基官能团和偶氮基官能团中的至少一种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述内核材料包括：石墨、硬碳、软碳、硅、氧化硅、硅碳复合物、钛酸锂、硅合金、锗、锡、铅、锑、铋、锌、铝、铁、钛以及上述金属材料的合金、上述金属材料氧化物和上述材料的混合物中的至少一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述含有杂元素的聚合物包括：硅杂环(噻咯)聚合物、硫杂环(噻吩)聚合物、有机磷聚合物、有机硼聚合物和含氮(吡咯)聚合物中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述杂元素的质量占所述含有杂元素的聚合物的质量的1％～60％。

10.一种负极材料，其特征在于，包括内核材料以及分布在所述内核材料表面上的连接层和包覆层，所述包覆层与所述内核材料由所述连接层连接，所述包覆层为均匀分布在所述内核材料外周的片状结构的石墨烯，所述连接层包括掺杂碳，所述掺杂碳的一部分与所述内核粘连，所述掺杂碳的另一部分与所述石墨烯通过碳氮键连接。