[发明专利]一种改性石墨烯负极材料及其制备方法、负极极片和电池

权利要求书

1.一种改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

将由羧基化石墨烯进行酯化改性后得到的改性石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮和四氢呋喃混合搅拌，得到均相溶液；

加入冰醋酸将所述均相溶液的pH调整为弱酸性后，逐渐加入钛酸酯和无水乙醇的混合溶液，形成凝胶化体系，以利用非溶剂诱导相分离法析出多孔结构内沉积有二氧化钛的多孔石墨烯沉淀。

2.根据权利要求1所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯通过以下方法制备得到：

将所述羧基化石墨烯和过量二元醇混合均匀后进行酯化反应；

加入钛酸酯依次进行缩聚、酯化脱水反应和降温后得到所述改性石墨烯；

优选地，在将所述羧基化石墨烯和过量所述二元醇混合均匀后进行酯化反应的过程中，反应环境为惰性气体氛围，反应温度为150-170℃，反应时间为1-2h；

优选地，加入所述钛酸酯依次进行缩聚、酯化脱水反应和降温得到所述改性石墨烯的过程包括加入质量分数为1％-2％的钛酸酯，先升温加热180-200℃反应1-2小时后缩聚0.5-1h，然后经酯化脱水反应并降温至50-60℃后得到所述改性石墨烯。

3.根据权利要求2所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于：

所述二元醇为双酚A型二元醇；

和/或，

所述羧基化石墨烯与所述二元醇的用量比为1:(1.1-1.2)。

4.根据权利要求1所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于：

所述羧基化石墨烯为通过石墨烯纳米片与不饱和羧酸类物质进行混合球磨，在石墨烯表面接枝羧基基团后得到；

优选地，所述不饱和羧酸类物质包括丁烯二酸和戊烯二酸中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于：

所述钛酸酯包括钛酸正丁酯、钛酸异丙酯和钛酸异丁酯中的至少一者。

6.根据权利要求1所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于：

所述聚乙烯吡咯烷酮、所述四氢呋喃和所述冰醋酸均为无水物质。

7.根据权利要求1所述的改性石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于，还包括：

将所述多孔石墨烯沉淀进行洗涤和真空干燥。

8.一种改性石墨烯负极材料，其特征在于，通过权利要求1至7中任一项所述的改性石墨烯负极材料的制备方法制备得到。

9.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的改性石墨烯负极材料的制备方法制备得到的改性石墨烯负极材料；或者，包括权利要求8所述的改性石墨烯负极材料。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极极片。