一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料及其制备方法技术

本申请涉及锂离子电池负极材料制备技术领域，尤其是一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料及其制备方法。一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，包括作为载体的石墨和掺杂于石墨表面的过渡金属单原子，所述石墨为天然石墨和/或人造石墨；所述石墨中掺杂的过渡金属的含量为1‑10wt%；所述过渡金属单原子包括铁、钴、镍、锰、铜、锌、锡、铬、铂、钯、金、钌、铑、钼、锆、银、钨、铱、钒中的至少一种。本申请中的新型单原子掺杂石墨负极材料相比于商业化石墨负极而言，新型单原子掺杂石墨负极材料可有效增加负极储锂量和大幅提升比容量，且将其用于锂离子电池，可幅度改善锂电池的比容量、循环稳定性、快充性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及锂离子电池负极材料制备，尤其是涉及一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料及其制备方法。

技术介绍

1、碳基材料因其高导电性、高容量比和高性价比，已经成为锂离子电池负极材料的重要材料，广泛应用在各种电子设备、电动汽车、航空航天等领域。但是，随着工业和产业化的升级转型，以及碳基材料在充放电过程中存在的如容量衰减、循环稳定性差等问题，限制了其在商业化应用中的进一步发展。因此，对以碳基为主体的负极材料进行性能提升的研究具有重要的意义。为此，本申请提供了一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料及其制备方法，解决现有商业化石墨负极材料电化学性能不足而产生的比容量低、容量衰减、循环稳定性差等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有商业化石墨负极材料电化学性能不足而产生的比容量低、容量衰减、循环稳定性差等问题，本申请结合单原子催化的理论研究，以商业化石墨为载体，通过调节过渡金属和有机小分子配体的种类、配比来系统调控单原子活性位点的结构和性质，制备出含有单原子活性位点的碳基锂离子电池负极材料，从而突破现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，包括作为载体的石墨和掺杂于石墨表面的过渡金属单原子，所述石墨为天然石墨和/或人造石墨；所述石墨中掺杂的过渡金属的含量为1-10wt%；所述过渡金属单原子包括铁、钴、镍、锰、铜、锌、锡、铬、铂、钯、金、钌、铑、钼、锆、银、钨、铱、钒中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述天然石墨和/或人造石墨的放电容量340-365mAh/g。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述石墨中掺杂的过渡金属的含...

【技术特征摘要】

1.一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，包括作为载体的石墨和掺杂于石墨表面的过渡金属单原子，所述石墨为天然石墨和/或人造石墨；所述石墨中掺杂的过渡金属的含量为1-10wt%；所述过渡金属单原子包括铁、钴、镍、锰、铜、锌、锡、铬、铂、钯、金、钌、铑、钼、锆、银、钨、铱、钒中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述天然石墨和/或人造石墨的放电容量340-365mah/g。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述石墨中掺杂的过渡金属的含量为2-5wt%。

4.权利要求1-3任一项所述的用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为过渡金属氯化物、过渡金属硝酸盐、过渡金属硫酸盐、过渡金属酞菁化合物、过渡金属乙酰丙酮化合物中的至少一种；

6.根据权利要求5所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述过渡金属盐为硝酸钴盐、氯化钴、硫酸钴中一种；所述有机小分子配体为邻菲罗啉或乙二胺四乙酸或邻菲罗啉和2-甲基咪唑的组合物。

7.根据权利要求4所述的一种用于锂离子电池的新型单原子掺杂石墨负极材料，其特征在于，所述有机小分子配体与所述过渡金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，赵超，黄红锋，吴宇波，邹俊，童助雄，
申请(专利权)人：广西联科华新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：