[发明专利]一种石墨烯基锂离子电池负极材料

权利要求书

1.一种石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述负极材料为三维多孔石墨烯-非碳材料复合电极材料，其包括三维多孔石墨烯和负载于所述三维多孔石墨烯上的非碳材料，所述负极材料具有丰富的孔结构，其比表面积为170-400 m²/g，孔容为0.18-1.2 cm³/g，块体密度为0.6-3.0 g/cm³，并且所述负极材料中孔的体积之和为所述非碳材料的体积之和的1.9倍-4倍；所述非碳材料为二氧化锡、硅和氧化铁中的至少一种；

所述负极材料的制备方法至少包括以下步骤：

第一步，在石墨烯类分散液中加入含硫物质和酸, 并加入非碳材料的前驱体，充分搅拌得到混合分散液；

第二步，将第一步得到的混合分散液加入水热反应釜中进行水热反应，得到石墨烯-非碳材料-硫复合的水凝胶；

第三步，将第二步得到的水凝胶在去离子水中进行充分的浸泡，去除杂质，之后进行水分脱除，得到待处理产物；

第四步，将第三步得到的待处理产物进行脱硫处理，得到三维多孔石墨烯-非碳材料复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述负极材料中，三维多孔石墨烯与非碳材料的质量比为1:(1.6-4)。

3.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第一步中，石墨烯类分散液、含硫物质、酸和非碳材料的前驱体的质量比为1:(0.6-18):(0.25-1.5):(1-4.5)，所述石墨烯类分散液的浓度为1-3 mg/mL。

4.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：第一步中，所述的石墨烯类分散液为氧化石墨烯分散液、改性石墨烯分散液和多孔石墨烯分散液中的至少一种；所述的含硫物质为升华硫单质、硫代硫酸钠和硫化钠中的至少一种；所述酸为盐酸、硝酸、硫酸、亚硫酸、碳酸和醋酸中的至少一种；所述的非碳材料的前驱体为四氯化锡、二氯化锡、二硫化锡、硅粉、三氯化铁中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：第二步中，水热反应的温度为100 ^oC-250 ^oC，水热反应持续的时间为3 h-48 h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：第三步中，水分脱除的方法为烘干，且烘干温度为60 ^oC-90 ^oC，烘干持续时间为6 h-72 h。

7.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：第四步中，脱硫处理为热处理脱硫，热处理脱硫的方法为：在惰性气体保护氛围下，以3-20^oC/min的升温速率升温至300 ^oC-500 ^oC，然后恒温3 h-24 h，将硫脱除，冷却至室温即可。

8.根据权利要求1所述的石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：第四步中，脱硫处理为溶剂法脱硫：将待处理产物研磨后置于二硫化碳中，持续搅拌6 h-48 h，使待处理产物中的硫充分溶解于二硫化碳中。