氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105552338A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201610044734.9(22)申请日2016.01.22(71)申请人浙江极力动力新能源有限公司地址311188浙江省杭州市余杭区钱江经济开发区顺风路503号(72)发明人汪训国(74)专利代理机构杭州金道专利代理有限公司33246代理人周希良(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/48(2010.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法：1）将石墨烯粉末和氧化锌粉末以重量比例1:10-100:1的比例混合均匀；2）将步骤1）得到的混合物放入反应炉中加热至500℃至1800℃，并保持通入保护气体，按照设定的反应时间保温；3）反应时间达到设定时间后随炉冷却至室温,得到氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料。本发明方法工艺简单，得到的氧化锌修饰的石墨烯负极材料充分结合了氧化锌材料较高的理论容量以及石墨烯高导电性、高比表面积的优势；同时，在石墨烯与氧化锌粉末反应过程中在所得到的氧化锌修饰的石墨烯片层中形成微孔，利于锂离子在所得到的负极材料中间的快速传输，提高了充放电速度。CN105552338ACN105552338A权利要求书1/1页1.一种氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1）将石墨烯粉末和氧化锌粉末以重量比例1:10-100:1的比例混合均匀；2）将步骤1）得到的混合物放入反应炉中加热至500℃至1800℃，并保持通入保护气体，按照设定的反应时间保温；3）反应时间达到设定时间后随炉冷却至室温,得到氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1），所述的石墨烯粉末是单层石墨烯粉末。3.根据权利要求2所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯粉末是多层石墨烯粉末，多层石墨烯粉末的层数为2~10层，粉末的片径为0.05~40um。4.根据权利要求1-3任一项所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1），所述氧化锌粉末的粒径为10~100nm。5.根据权利要求1所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2），所述的保护气体选用氩气、氮气、氢气、氦气、氖气中的一种或几种混合。6.根据权利要求1或5所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2），所述的反应时间为1分钟-10小时。7.根据权利要求6所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2），所述的反应时间为30分钟-5小时。8.根据权利要求1或5所述的氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2），加热温度为1000℃至1500℃。2CN105552338A说明书1/3页氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池用氧化锌修饰的石墨烯负极材料的制备方法。背景技术[0002]石墨是目前商用锂离子电池的主要负极材料，在充电过程中，锂离子嵌入石墨中形成石墨与锂的层间化合物。石墨具有良好的充放电电压平台，理论容量为372mAh/g，同时，由于锂离子嵌入石墨层间的时间较长，因而石墨电极的充放电速度较慢。近年来，随着移动电子设备对电源续航能力以及充电时间的要求越来越高，传统的石墨电极逐渐不能满足高性能锂离子电池的要求。在此背景下，石墨烯由于高的导电性以及高比表面积等性质成为锂电池负极材料的热点材料。与石墨烯相比，石墨烯原子层的两侧可以分别吸附锂离子。因此，单层石墨烯理论容量可以达到石墨的两倍，为744mAh/g。另外，由于石墨烯片层之间孔隙率的增加，锂离子的吸附和脱附过程可以非常快速。[0003]对于负极应用来说，氧化锌具有几倍于碳材料的理论容量。但氧化锌材料作为锂离子电池的负极材料存在一个较大的缺陷，就是在锂离子的吸附和脱附过程中，体积变化大，较大的应力会破坏导电通路，导致充放电循环形成极差；另外，氧化锌的电子迁移率较低，造成锂离子电池内阻较大。发明内容[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种氧化锌修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法，其通过一步反应法获得氧化锌修饰的石墨烯作为锂离子电池的负极材料，充分结合氧化锌比容量高以及石