一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法.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CN105576211A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201610093607.8H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2016.02.19(71)申请人东莞市迈科科技有限公司地址523000广东省东莞市大朗镇美景大道西1888号万科工业园申请人东莞市迈科新能源有限公司(72)发明人周训富张国帅宋晓娜邓耀明赵付双夏南南常嵩屈德扬(74)专利代理机构东莞市冠诚知识产权代理有限公司44272代理人张作林(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/1393(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、制备氧化石墨烯悬浮液：采用hummer法制备氧化石墨，将氧化石墨在去离子水中超声剥开形成氧化石墨烯悬浮液；b、制备氮掺杂碳包覆石墨烯材料：向氧化石墨烯悬浮液中加入一定量的氨基氰水溶液，搅拌均匀，放入密闭反应釜中进行水热反应，将水热反应产物用去离子水洗涤，干燥，在保护气氛下高温处理，得到锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料。该方法简单、可操作性强、重复性好。CN105576211ACN105576211A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、制备氧化石墨烯悬浮液：采用hummer法制备氧化石墨，将氧化石墨在去离子水中超声剥开形成氧化石墨烯悬浮液；b、制备氮掺杂碳包覆石墨烯材料：向氧化石墨烯悬浮液中加入一定量的氨基氰水溶液，搅拌均匀，放入密闭反应釜中进行水热反应，将水热反应产物用去离子水洗涤，干燥，在保护气氛下高温处理，得到锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤a所述的超声装置的功率为200W~500W，超声时间为0.5~2.0h。3.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤a所述的氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的浓度0.1~2.0mg/mL。4.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤b所述的氨基氰水溶液浓度为20wt%~50wt%。5.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤b所述的氨基氰与氧化石墨烯的质量比为1~5:80。6.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤b所述的溶剂热处理温度为160~200℃，时间为4~10小时。7.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤b所述的高温处理温度为600~100℃，时间为1~6小时。8.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法，其特征在于：步骤b所述的保护气氛为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气和氙气的任一种。9.一种锂电池，其特征在于：采用了权利要求1-8任一项制备的锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料。2CN105576211A说明书1/4页一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于电化学材料领域，具体涉及一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法。背景技术[0002]锂离子电池已经广泛应用于便携设备中，如手机、平板电脑、手提电脑、相机等等。它们对锂离子电池提出了新的要求：高倍率、高容量、安全稳定、更长的使用寿命、技术成熟、价格便宜、环境友好等等。面对着这些新的要求，锂离子电池将面临着各种各样的重大挑战，以能够快速适应这个新生代的市场。[0003]石墨烯是一种新型碳纳米材料，成为现今的研究热点。石墨烯是由单层sp2碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，基本结构单元是稳定的苯六元环。这种特殊的微观结构，使得石墨烯具有较大的理论比表面积，致使其具有较高的储锂能力。但是，单一的石墨烯材料用作电极材料，受到诸多因素的限制，如石墨烯比表面过大，片层之间容易团聚，大大提高了不可逆容量损失（较低的首次库仑效率（<73%））并降低了其作为电极材料电导率，从而给电极制片工艺方面带来不良影响。特别是，单一的石墨烯电材料在大倍率充放电时，容量衰减太快。[0004]碳包覆核壳纳米结构已经广泛用于LIBs的电极材料中，这些核壳结构可以用糖类作为碳源，通过水热法一步即可获得。核/壳材料的优异性能与它们独一无二的结构相关，核颗粒的性能随着包覆在核颗粒周围的壳的