[发明专利]电化学石墨烯及包含其的电极复合材料与锂电池

权利要求书

1.一种电化学石墨烯，其具有20wt%以下的含氧量、90%以上的穿透度及10kΩ/sq以下的片电阻，其中所述片电阻是以电化学石墨烯的膜厚为1.5nm到5nm计。

2.一种电化学石墨烯，其是由以下步骤制得：

设置第一电极及第二电极于电解液中，所述第一电极为石墨材料，所述电解液包含作为嵌入物的离子；

在第一偏压下，进行所述石墨材料的嵌入步骤；

在第二偏压下，进行所述石墨材料的剥离步骤；及

取出所述电解液中的石墨烯固体。

3.根据权利要求1或2所述的电化学石墨烯，其可经过后续加工或改质。

4.根据权利要求1或2所述的电化学石墨烯，所述加工或改质是以物理或化学方法将所述电化学石墨烯进行掺杂或者混合氮或其它非碳元素。

5.一种根据权利要求1到4中任一权利要求所述的电化学石墨烯的用途，其用于制备锂电池。

6.一种锂电池，其包含根据权利要求1到4中任一权利要求所述的电化学石墨烯及电极材料或电极材料前体。

7.根据权利要求6所述的锂电池，其中以所述电极材料或电极材料前体的量计，所述电化学石墨烯是以约0.001wt%到5wt%的量存在。

8.根据权利要求6所述的锂电池，其中所述电极材料或电极材料前体包含正极材料，所述正极材料是选自锂铁系(LiFe_(1-x)M_xP_(1-x)O_2(2-x)，0≤X<1)、锂钴系(LiCoO₂)、锂锰系(LiMn₂O₄)、锂镍系(LiNiO₂)、锂钴锰镍三元系(NCM)或其氧化物或其混合物。

9.根据权利要求6所述的锂电池，其中所述正极材料为锂铁系、锂铁磷或氧化锂铁磷。

10.根据权利要求6所述的锂电池，其中所述电极材料或电极材料前体包含负极材料，所述负极材料是选自碳材、陶瓷材料、硅(silicon)、锡(Tin)、及其它金属及金属氧化物及其混合物。

11.根据权利要求6所述的锂电池，其进一步包含添加剂。

12.根据权利要求11所述的锂电池，其中所述添加剂为助导剂、粘着剂、碳材或溶剂。

13.根据权利要求10或12所述的锂电池，其中所述碳材是选自天然及人工石墨、软碳、硬碳、碳纳米管CNT、气相成长碳纤维VGCF、其它形式的碳纤维或其混合物。

14.根据权利要求6所述的锂电池，其中所述电化学石墨烯与所述电极材料或电极材料前体进行机械混合(mechanical mixing)、物理或化学方法表面改质(surface modification)或掺杂(doping)。

15.根据权利要求14所述的锂电池，其中所述机械混合为超声波振动或均质混合。

16.一种锂电池的制备方法，其包含下列步骤：

将根据权利要求1到4中任一权利要求所述的电化学石墨烯与电极材料或电极材料前体进行机械混合、物理或化学方法表面改质或掺杂；及

将前述步骤所得的产物进行干燥造粒。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述机械混合为超声波振动或均质混合。

18.根据权利要求16所述的方法，其中以所述电极材料或电极材料前体的量计，所述电化学石墨烯是以约0.001wt%到5wt%的量存在。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述干燥造粒步骤可为加热干燥造粒、喷雾干燥造粒或抽滤干燥造粒。

20.根据权利要求16所述的方法，所述干燥造粒步骤所得的粒子进一步与添加剂混合制成浆料。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述添加剂为助导剂、粘着剂、碳材或溶剂或其组合。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述碳材是选自天然及人工石墨、软碳、硬碳、碳纳米管CNT、气相成长碳纤维VGCF、其它形式的碳纤维或其混合物。