[发明专利]锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料，其特征在于该锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料为石墨烯或氧化石墨烯改性的过渡金属氧化物，所述石墨烯或氧化石墨烯与过渡金属氧化物通过物理包裹或化学键合的方式连接，其中石墨烯或氧化石墨烯与过渡金属氧化物的质量比为0.01∶100～50∶100。

2.根据权利要求1所述的锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料，其特征在于所述过渡金属氧化物为锰的氧化物，包括不同晶型的二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰或者嵌锂锰氧化物；钒的氧化物，包括α相、无定形五氧化二钒或者嵌锂钒氧化物；铁的氧化物，包括羟基氧化铁、磁铁矿四氧化三铁或者赤铁矿α-三氧化二铁；铬的氧化物，包括三氧化二铬、二氧化铬、五氧化二铬、十五氧化六铬或者八氧化三铬；钼的氧化物，包括三氧化钼、十一氧化四钼、二十三氧化八钼或者二十六氧化九钼；或者其他一些过渡金属氧化物及其嵌锂氧化物。

3.根据权利要求1所述的锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料，其特征在于所述石墨烯为单层或由层数在一至三层之间的二维六方碳材料组成，氧化石墨烯为石墨烯上含有羟基或羧基或环氧基。

4.根据权利要求1所述的锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料，其特征在于所述锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料在锂电池中用作正极活性材料或负极活性材料。

5.一种锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤为：将石墨烯或氧化石墨烯与制备过渡金属氧化物所需的前躯体按质量比为0.01∶100～50∶100在溶剂中均匀混合，置于高压反应釜中，在60～300℃条件下反应1小时以上，得到化学键合的锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料；或者将石墨烯或氧化石墨烯与过渡金属氧化物按质量比为0.01∶100～50∶100在溶剂中充分混合，经干燥得到物理包裹的锂电池用过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合电极材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述制备过渡金属氧化物所需的前躯体是指制备过渡金属氧化物所需的金属盐和氧化剂或者还原剂。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述过渡金属氧化物为锰的氧化物，包括不同晶型的二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰或者嵌锂锰氧化物；钒的氧化物，包括α相、无定形五氧化二钒或者嵌锂钒氧化物；铁的氧化物，包括羟基氧化铁、磁铁矿四氧化三铁或者赤铁矿α-三氧化二铁；铬的氧化物，包括三氧化二铬、二氧化铬、五氧化二铬、十五氧化六铬或者八氧化三铬；钼的氧化物，包括三氧化钼、十一氧化四钼、二十三氧化八钼或者二十六氧化九钼；或者其他一些过渡金属氧化物及其嵌锂氧化物。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述混合手段为机械搅拌、球磨、超声中的一种或几种组合，混合时间为0.5-30小时。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述溶剂为水、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳或二氯苯。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述干燥手段为喷雾干燥或直接加热干燥。