[发明专利]一种三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述制备方法的步骤顺序如下：

(1)以金属钠、金属钾二者的任意比例组成的金属原料，在氩气保护气氛下以5-10℃/min的升温速率升至450-700℃的反应温度，再通入二氧化碳和含氮气体的混合气，所述的二氧化碳和含氮气体的气流量之比为1：4-4：1，反应3h后关闭混合气流，保持反应空间密封，保温6-48h，冷却至室温，得到黑色固体；

(2)将步骤(1)得到的黑色固体粉碎后，100目筛分，取筛下物，按质量比1：2-5加入去离子水或1-5mol/L的酸溶液，浸泡2-11h；

(3)将步骤(2)得到产物充分过滤和洗涤，烘干，得到三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的金属原料为金属钠和金属钾按1:3-4质量比得到的室温液态合金。

3.根据权利要求1所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含氮气体是指氮气(N₂)、氨气(NH₃)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、一氧化二氮(N₂O)、三氧化二氮(N₂O₃)中的一种或任意组合。

4.根据权利要求1所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的反应温度为550-600℃，保温时间为12-24h。

5.根据权利要求1所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的优选使用按固液质量比1:4加入去离子水浸泡。

6.根据权利要求1所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液或者硫酸溶液。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料BET比表面积在100-2000m²/g之间，t-plot方法测试微孔面积占总比表面积的50-90％。

8.根据权利要求7所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料为氮掺杂三维石墨烯材料。

9.根据权利要求7所述的一种制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料具有蜂窝状三维结构。

10.以权利要求1～9任一项所述制备三维石墨烯锂离子电池超快充负极材料的方法制备的负极材料应用于锂离子电池负极。