[发明专利]一种快充复合石墨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种快充复合石墨材料，其特征在于，所述石墨材料为核壳结构，其中内核为多孔石墨，外壳包括金属氧化物、碳纳米管及其无定形碳；所述外壳占复合石墨材料的质量比为1-10%；

所述快充复合石墨材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）多孔石墨浸泡于催化剂溶液中，过滤、干燥，得改性多孔石墨；

（2）将金属氧化物、碳纳米管、氮源及粘结剂溶解于有机溶剂中，球磨分散、干燥，得到粘结剂复合材料；

（3）将粘结剂复合材料、磷酸、改性多孔石墨混合均匀后，碳化、降温、粉碎，得到外层包覆金属氧化物复合材料的石墨复合材料。

2.根据权利要求1所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述多孔石墨的比表面积为2-10m²/g，粒径为5-15μm，振实密度≤0.9g/cm³，表面的羟基/羧基含量为0.5-5%。

3.根据权利要求1所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述多孔石墨，通过以下步骤制备：将尿素、无机碳酸盐溶于水中加热，加入石墨球磨分散，干燥后烧结、粉碎，然后稀盐酸溶解碳酸盐，洗涤、干燥，即得多孔石墨。

4.根据权利要求1所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述外壳中金属氧化物、碳纳米管及其无定形碳的总重量占外壳质量的90-99%，其余为含氮物质及杂质。

5.根据权利要求4所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述金属氧化物、碳纳米管、含氮物质、无定形碳的质量比为：（40-60）：（1-10）：（1-3）：（30-60）。

6.根据权利要求5所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化锡、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化锆中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述含氮物质为氮源高温碳化后形成的物质；

所述氮源选自氨水、尿素、苯胺、吡咯、噻吩中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的快充复合石墨材料，其特征在于，所述无定形碳为粘接剂碳化后形成的物质；

所述粘结剂选自低温沥青、酚醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂中的一种或多种，其中低温沥青的软化点为50-150℃。

9.一种权利要求1-8任一项所述快充复合石墨材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）多孔石墨浸泡于催化剂溶液中，过滤、干燥，得改性多孔石墨；

（2）将金属氧化物、碳纳米管、氮源及粘结剂溶解于有机溶剂中，球磨分散、干燥，得到粘结剂复合材料；

（3）将粘结剂复合材料、磷酸、改性多孔石墨混合均匀后，碳化、降温、粉碎，得到外层包覆金属氧化物复合材料的石墨复合材料。

10.根据权利要求9所述的快充复合石墨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中催化剂选自氯化镍、氯化铁、氯化钴中的一种或多种；

所述步骤（2）中有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、四氯化碳、N,N-二甲基甲酰胺、环己烷、二甲苯中的一种或多种。