[发明专利]氮掺杂石墨烯负极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯负极材料的制备方法，该制备方法包括：

将石墨烯原料与刻蚀剂混合后进行刻蚀处理，得到多孔石墨烯；所述刻蚀处理的条件包括：所述刻蚀处理的温度为600-800℃，时间为1-6小时，所述刻蚀剂与石墨烯原料的混合重量比为1：(0.1-10)；所述刻蚀剂为氢氧化钾；

将所得多孔石墨烯与含氮溶剂混合后在密闭溶剂热条件下进行掺杂处理，得到氮掺杂石墨烯负极材料；所述掺杂处理的条件包括：所述多孔石墨烯与含氮溶剂的重量比为1：(0.1-100)，温度为150-240℃，时间为6-48小时。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述石墨烯原料选自石墨烯和/或还原的氧化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含氮溶剂选自水合肼、氨水、尿素、乙腈和吡咯中的一种或多种。

4.权利要求1-3中任意一项所述的制备方法所制备的氮掺杂石墨烯负极材料。

5.一种采用权利要求1-4中任意一项所述的方法制备得到的氮掺杂石墨烯负极材料，采用X光电子能谱测定，以所述氮掺杂石墨烯负极材料中吡啶氮、吡咯氮和石墨氮的总重量为基准，所述吡啶氮的含量为40-50重量％，所述吡咯氮的含量为33-40重量％，所述石墨氮的含量为15-25重量％。

6.一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括权利要求4或5中所述的氮掺杂石墨烯负极材料。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其中，所述负极还包括乙炔黑和聚偏氟乙烯，所述氮掺杂石墨烯负极材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯的重量比为(75-85)：(5-15)：10；

所述正极的正极材料选自磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂、钴酸锂和镍钴锰酸三元锂中的一种或多种；

所述电解液包括六氟磷酸锂和/或高氯酸锂。

8.根据权利要求6所述的锂离子电池，其中，所述电解液包括六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯，所述电解液中六氟磷酸锂的浓度为0.5-2.5摩尔/升，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1：(0.5-2)。