[发明专利]一种锂离子电池负极材料的制备方法及应用

摘要

本发明公开一种锂离子电池负极材料的制备方法及应用，制备方法为将氧化石墨或石墨烯分散在稀酸溶液中，向溶液中加入不同量的聚合物单体并持续搅拌，再将聚合物引发剂缓慢加入使之发生聚合反应，用去离子水和乙醇对聚合反应生成的聚合物包覆氧化石墨或石墨烯交替清洗数次后进行真空干燥；再将制得的聚合物包覆氧化石墨或石墨烯研磨后置于流动的保护气体中加热进行高温热还原和碳化反应，最后在流动的保护气体中降至室温即可获得碳包覆石墨烯材料。制成的碳包覆石墨烯具有高倍率、长寿命，解决了目前单一石墨烯电极材料比表面过大造成的制备工艺方面的问题和大倍率下容量的快速衰减等问题，可作为锂离子电池负极材料应用。

主权项

一种碳包覆石墨烯复合材料制备方法制备的碳包覆石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：（1）茶叶渣的预处理：将茶叶渣进行干燥，粉碎和过筛得固态物质；（2）混合物的制备：将氧化石墨烯或石墨烯分散在硫酸溶液中，向所述溶液中加入不同量的（1）中所述固态物质并持续搅拌，充分混合后干燥；（3）碳包覆石墨烯复合材料的制成：将步骤（2）中制得的混合物研磨后置于流动的保护气体中加热进行高温热还原和碳化反应，加热温度为250—950ºC，反应时间为0.2—20小时，最后在流动的保护气体中降至室温即可获得所述的碳包覆石墨烯复合材料；步骤（1）中，所述的茶叶渣20~25 ºC干燥至恒重；步骤（1）中，所述的茶叶渣粉碎，过40~80目筛；步骤（2）中，所述的氧化石墨或石墨烯采用改进的Hummers法制得； 步骤（2）中，所述的硫酸溶液浓度为0.1~1M；步骤（2）中，所述的茶叶渣和氧化石墨或石墨烯的质量比为0.1:1~10:1；步骤（3）中，所述的反应中，反应温度维持在0~5 ºC，反应时间维持4~6小时；步骤（3）中，所述的加热是在管式炉中通入流动保护气体加热，或者直接在箱式电阻炉或马弗炉中加热；步骤（3）中，所述的保护气体为氩气、氮气、氦气中的一种或几种惰性气体，或者为氩气、氮气、氢气中的一种或几种惰性气体与氢气的混合气体；在所述的混合气体中，所述的惰性气体和氢气混合气的纯度≥99.99%，且氢气在混合气体中的含量为0.1~99.9%。