[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

摘要

本发明公开一种石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料及制备方法，其中，所述方法包括：先通过金属对氧化改性石墨材料进行掺杂得到石墨/金属复合粉体，然后将热氧化的聚丙烯腈低聚物固体与石墨/金属复合粉体混合均匀，之后经过烘烤、煅烧处理，最后得到石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料。通过本发明方法制得的石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料不仅具有较好的电化学性能，且其制备较为方便、环保无污染、成本低廉，且有效提高了石墨作为锂离子电池负极材料的循环性能、电池容量和库伦效率，因此可用于锂离子电池负极材料。

主权项

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10‑80 h，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1‑10 h，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2‑20 h，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2‑30 h得到氧化改性石墨材料；D、将氧化改性石墨材料与金属按照预定质量配比进行搅拌混合，再用球磨机研磨4‑30 h，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4‑30 h，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2‑20 r/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10‑500 mL/min，600‑3000℃煅烧2‑24 h，得到石墨烯包覆石墨/金属复合粉体负极材料。