[发明专利]一种石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

A、将液态丙烯腈低聚物溶液在90-300℃下搅拌10-80h，形成微环化的液态丙烯腈低聚物溶液；

B、将微环化的液态丙烯腈低聚物溶液在200-300℃下热处理1-10h，形成具有梯形结构的热氧化的聚丙烯腈低聚物固体；

C、将石墨加入到浓度为30％的过氧化氢溶液中，在80℃下恒温2-20h，得到初步氧化石墨；将所述初步氧化石墨置于150-450℃的空气中旋转氧化2-30h得到氧化改性石墨材料；

D、将所述氧化改性石墨材料与金属按质量配比为1:0.01-0.30进行搅拌混合，再用球磨机研磨4-30h，得到石墨/金属复合粉体；

E、将热氧化的聚丙烯腈低聚物固体和石墨/金属复合粉体，加入溶剂中，混合均匀，得到聚丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体浆料；

F、将所述聚丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体浆料用喷雾机在120-250℃进风喷雾温度下，进行喷雾干燥，得到均匀的聚丙烯腈低聚物初步包覆石墨/金属复合粉体材料；

G、将所述聚丙烯腈低聚物初步包覆石墨/金属复合粉体材料放入烘箱内180-280℃干燥4-30h，石墨/金属复合粉体外层包覆的聚丙烯腈低聚物进行初步交联碳化，得到低温丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体前驱体材料；

H、将所述低温丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体前驱体材料放入气流粉碎机中，气流转数为2-20r/min进行粉碎，得到粉碎后的低温丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体前驱体材料；

I、把粉碎后的低温丙烯腈低聚物包覆石墨/金属复合粉体前驱体材料在惰性气氛保护下，气体流量为10-500mL/min，600-3000℃煅烧2-24h，得到石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤B还包括：在微环化的液态丙烯腈低聚物溶液中加入掺杂物并混合均匀，对液态丙烯腈低聚物溶液进行掺杂改性；所掺杂物为金属掺杂物或非金属掺杂物，所述金属掺杂为锡、铜、银、铝、铁、铬、镍、钴、钛、锰金属的金属本身、金属氧化物、金属氮化物、金属硼化物、金属氟化物、金属溴化物、金属硫化物或者金属有机化合物中的一种或者多种混合；所述非金属掺杂物为硅、磷、硼、氮、碳、硫单质及其化合物中的一种或者多种。

3.根据权利要求2所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂物与微环化的液态丙烯腈低聚物的重量比为0.1-0.5:1。

4.根据权利要求1所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述液态丙烯腈低聚物溶液的溶质为液态丙烯腈低聚物，其相对分子质量为106-100000；所述液态丙烯腈低聚物溶液的溶剂为水、甲醇和乙醇中的一种或多种，所述液态丙烯腈低聚物溶液的质量浓度为1-80％。

5.根据权利要求1所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述液态丙烯腈低聚物为丙烯腈的均聚物或丙烯腈与其它烯类单体的共聚物，所述其它系类单体为聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸或亚甲基丁二酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨为天然石墨、人造石墨、致密结晶状石墨、鳞片石墨、微晶石墨、石墨化碳纤维和石墨化中间相碳微球中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料的制备方法，其特征在于，所述金属为氧化锡、氧化亚锡、锡、锡化合物、氧化锌、锌、锌化合物、氧化铁、四氧化三铁、铁、铁化合物、钒、钒氧化物、钒化合物、镍、氧化镍、镍化合物、铜、铜氧化物、铜化合物、银、银氧化物和银化合物中的一种或多种。