一种锂离子电池用石墨烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用石墨烯材料及其制备方法和应用。该锂离子电池用石墨烯材料，包括具有面内孔隙和褶皱结构的二维石墨烯纳米片，其制备方法包括以下步骤：（1）在加热的氧化石墨烯水溶液中加入碳氮有机物，混合均匀后二次加热，水分蒸发后收集混合物料一并进行干燥；（2）将干燥后的混合物料一与化学刻蚀剂混合，并进行球磨处理得到混合物料二；（3）采用阶梯升温方式使混合物料二先后发生碳化反应和活化反应，洗涤干燥得到锂离子电池用石墨烯材料。用作锂离子电池负极活性材料，可以获得高的首次库伦效率、较高的可逆容量和良好的倍率性能。较高的可逆容量和良好的倍率性能。较高的可逆容量和良好的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用石墨烯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池用石墨烯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池是目前最具代表性的电化学储能器件，已在消费电子、电动汽车、大规模储能等领域实现了广泛应用。为了适应现代人类社会对于快节奏生活的需求，开发高能量密度、长循环寿命且具备快速充电能力的锂离子电池技术，以实现15分钟充电90%电量的目标，成为当前重要的研发方向。然而，受限于常规电极材料较差的反应动力学和电化学稳定性，锂离子电池存在快充容量低、大电流循环过程中容量衰减快及安全性能差等缺点，其充电速率难以进一步提高。
[0003]石墨是目前锂离子电池最常用的负极材料，可以提供375mAh/g的可逆容量，首次库伦效率可以达到90%以上。然而，石墨负极被认为是锂离子电池快充能力的关键限制因素，这是由以下三个方面的原因所造成：（1）石墨较低的层间距（0.33nm）限制了锂离子的固相扩散速率；（2）石墨在大电流充放电时体积变化较大且容易发生溶剂的共插层现象；（3）石墨较差的反应动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用石墨烯材料，其特征在于，包括具有面内孔隙和褶皱结构的二维石墨烯纳米片，所述二维石墨烯纳米片的比表面积为300~800m2/g。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯材料，其特征在于，所述二维石墨烯纳米片包括以下原子百分比的元素：碳含量92~96at%，氮含量0.5~ 2at%，其余为氧。3.一种如权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在加热的氧化石墨烯水溶液中加入碳氮有机物，混合均匀后二次加热，水分蒸发后收集混合物料一并进行干燥；（2）将干燥后的混合物料一与化学刻蚀剂混合，并进行球磨处理得到混合物料二；（3）采用阶梯升温方式使混合物料二先后发生碳化反应和活化反应，洗涤干燥得到锂离子电池用石墨烯材料。4.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的固含量为8~12mg/ml，pH值为4~6。5.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中氧化石墨烯和碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇作，阮殿波，乔志军，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：