[发明专利]一种复合石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）采用原子层沉积法在石墨粉末的表面包覆金属氧化物层；

2）将表面包覆金属氧化物层的石墨粉末与锂盐粉末混合均匀，在300～1200℃下烧结9～12h，金属氧化物与锂盐反应形成锂离子导体层，并将金属离子和锂离子掺杂到石墨中；

3）然后经水洗除去多余的锂盐，干燥后，即得包覆锂离子导体层且掺杂金属离子和锂离子的石墨负极材料。

2.如权利要求1所述的一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中的金属氧化物层为氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化锌、氧化硅、氧化硼、氧化铪、氧化铌、氧化镧中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物层的厚度为10～100nm。

4.如权利要求1所述的一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中的锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂、硫酸锂、磷酸锂中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中包覆金属氧化物层的石墨粉末与锂盐粉末的混合质量比为1：0.5～1。

6.如权利要求1所述的一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中的原子层沉积法具体为：

a）根据需要沉积的金属氧化物层或锂离子导体层的种类，选择反应的前驱体，设置沉积工艺参数：沉积温度为25～400℃，沉积压力为0.01～500torr；

b）在氮气或氩气携带下将第一前驱体蒸汽引入到反应室中，保持时间为10～120秒；

c）用氮气或氩气吹扫反应室，在氮气或氩气携带下将第二前驱体蒸汽引入到反应室中，保持时间为10～120秒；

d）用氮气或氩气吹扫反应室；

e）重复过程b）～d），直至沉积到所需金属氧化物层或锂离子导体层的厚度。

7.如权利要求6所述的一种复合石墨负极材料的包覆方法，其特征在于：步骤b）中第一前驱体为金属卤化物、金属有机配合物、金属β二酮盐、醇盐、金属烷氨基盐、有机金属环戊二烯化合物、金属硝酸盐中的至少一种；所述第一前驱体中的金属为铝、钛、镁、锆、锌、硅、硼、铪、铌、镧中的至少一种；步骤c）中第二前驱体为水、氧气、臭氧、双氧水中的任意一种。

8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的制备方法制备的复合石墨负极材料。

9.一种锂离子电池，包括负极极片，其特征在于：所述负极极片包括负极集流体，所述负极集流体表面上涂覆有负极材料层，所述负极材料层为如权利要求8所述的负极材料。