一种新型人造石墨负极材料及其应用

1.本发明涉及锂/钾离子电池技术领域和电池负极材料技术领域，具体涉及为一种新型人造石墨负极材料及其在锂-钾储能方面的应用。


背景技术：

2.近年来，随着科技的飞速发展，人类社会对于能源需求与日俱增，由此引发的全球性的能源危机也引起了众多关注。二次电池储能作为应对能源危机的一种重要技术路线已广泛应用于各个领域。与此同时，锂离子电池因具有高能量密度、高工作电压及优异的循环使用寿命等优点，已经广泛地应用于各类3c设备，以及作为动力电池应用于电动汽车等领域。负极材料是锂离子电池最重要组成之一，常见的负极材料包括石墨负极、碳基负极、硅碳负极、过渡金属化合物和锂金属等。截止目前真正实现商业化应用的材料比较鲜见，其中应用最为广泛的是石墨负极。
3.石墨负极能够作为应用最广泛的商业负极材料的重要因素是：具有较低且稳定的放电平台、较高的首次库伦效率和较长的循环使用寿命。目前较为常用的石墨分为人造石墨和天然石墨，其中人造石墨通常利用沥青焦炭等在n2气氛中于1900～2800℃经高温石墨化处理制得，制备工艺复杂，条件苛刻，能源消耗及成本较高；而就天然石墨而言，因其对电解质较为敏感，造成倍率性能较差，此外，天然石墨通常颗粒粗大，在锂离子的嵌入脱嵌过程中容易引起体积变化造成石墨粉化，从而影响使用寿命。
4.由于地壳中钾含量远高于锂，加之锂资源的分布不均，且k
+
/k与标准氢电极位为
–
2.936v略高于li
+
/li(
–
3.040v)，研究者们纷纷投身于钾离子电池的研究中。研究表明石墨负极在钾离子电池的储钾行为与锂离子相似，具有稳定的且较低的放电平台(约0.15v)，因此石墨负极同样适用于钾离子电池。然而目前常见的人造石墨和天然石墨用作钾离子电池负极材料同样面临着倍率性能差和循环稳定性不足等问题。


技术实现要素：

5.本发明基于上述常见人造石墨和天然石墨在锂离子电池与钾离子电池中表现出较差的倍率性能和循环稳定性，以及人造石墨严苛的制备工艺等问题，提出了一种新型人造石墨负极材料应用于锂-钾储能的技术方案，实现了无需高温石墨化直接将co2转化成石墨且在锂离子电池和钾离子电池中均表现出优异的倍率性能和循环稳定性。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.本发明的目的之一是提供一种新型人造石墨负极材料，所述的负极材料包括石墨材料，所述的石墨材料为片层状结构，石墨材料的纳米片状结构厚度不高于100nm，比表面积不高于50m
2 g-1
，xrd图谱和拉曼图谱具有典型的石墨特征峰，且拉曼图谱在2700cm-1
附近具有显著的2d峰，更优选的石墨材料纯度不低于99％。
8.优选的，所述的石墨材料的纳米片状结构厚度为5-100nm，比表面积为2-50m
2 g-1
。
9.优选的，所述的石墨材料的xrd图谱中，限定取向度(54.5
°
对应的(00 4)晶面与
77.2
°
对应的(1 1 0)晶面的相对强度比值)应当不大于2，且越小越好。更优选所述石墨取向度为1.87。
10.优选的，所述的石墨材料的拉曼图谱中，在2700cm-1
附近具有显著的2d峰是指以2700cm-1
为中心的一个峰，更优选是在2690-2710cm-1
之间；更优选的，以1580cm-1
为中心的g峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积比值应当不小于2，且以2700cm-1
为中心的2d峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积比值应当不小于3，两个比值均越大越好，更优选的本发明所述石墨材料上述两个比值分别为2.42和3.35。
11.优选的，所述的石墨材料是基于co2转化合成的一种石墨材料，更优选是以氢化钙和二氧化碳在高压和加热条件下反应得到的石墨材料；更优选的是在初始压力约为7.5-12mpa的条件下，以1-10℃/min加热至233
±
10℃，约2-3s完成反应，即停止加热，待冷却至室温，取出固体产物，酸处理并干燥后得到石墨材料。
12.本发明的另一目的是提供一种上述任一种的新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用。
13.优选的，所述的应用是以新型人造石墨负极材料作为活性物质制备电池电极。
14.优选的，所述的电池电极通过以下制备方法制备得到：以上述任一种的新型人造石墨负极材料作为活性物质，与粘结剂和导电剂按一定质量比均匀分散在分散介质中配制浆料，涂覆在极片表面，干燥得到电池电极。
15.优选的，所述活性物质与粘结剂和导电剂的质量比为活性物质80-95wt％，粘结剂2-10wt％，导电剂3-10wt％，且三者总质量为100wt％。
16.优选的，所述导电剂为supper p、碳纳米管、乙炔黑和科琴黑中的至少一种。在活性物质间构建良好的导电网络，能够有效地提升电池的倍率性能及循环寿命。更优选的，所述导电剂为科琴黑。
17.优选的，所述粘结剂为乙基纤维素钠(cmc)和聚偏氟乙烯(pvdf)的一种，分别对应的分散介质为去离子水和nmp。在此，优选的，将pvdf分散在nmp中，pvdf：nmp质量比约为1:5-20，更优选为1:10。
18.优选的，所述分散介质为n-甲基吡咯烷酮(nmp)或去离子水。
19.优选的，所述极片为铜集流体。
20.优选的，所述电极的活性物质负载量为1-15mg/cm2。
21.优选的，干燥为于60-80℃温度下干燥至恒重，更优选置于真空干燥箱烘干。
22.优选的，所述应用还包括将上述任一种基于新型人造石墨负极材料的电池电极应用于钾离子电池或锂离子电池及其制备。
23.优选的，锂离子电池的制备包括：以上述任一种电池电极作为工作电极，锂金属作为对电极，设置隔膜，锂盐溶于相应溶剂中形成锂离子电解液组装锂离子电池；更优选的，所述隔膜为聚丙烯pp、聚乙烯pe的至少一种；
24.钾离子电池的制备包括：以上述任一种电池电极作为工作电极，钾金属作为对电极，设置隔膜，钾盐溶于相应溶剂中形成钾离子电解液组装钾离子电池；更优选的，所述隔膜为玻璃纤维滤纸。
25.优选的，锂离子电池的制备中，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)等的至少一种。
26.优选的，锂离子电池的制备中，溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸甲丙酯(mpc)中的至少一种。更优选的，锂盐在溶剂中的浓度为1mol/l。
27.更优选的，锂离子电池的制备中，锂离子电解液为1m(m为mol/l)lipf6溶于ec:dmc体积比为1:1的混合溶剂。
28.优选的，钾离子电池的制备中，所述钾盐为kpf6、kfsi的至少一种。
29.优选的，钾离子电池的制备中，所述溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(dec)和乙二醇二甲醚(dme)中的至少一种。更优选的，钾盐在溶剂中的浓度为1mol/l。
30.优选的，钾离子电池的制备中，钾离子电解液为1m kfsi溶于ec:dec体积比为1:1的混合溶剂。
31.本发明提供了一种具有显著纳米片状结构特征的石墨材料并用作锂离子电池和钾离子电池负极，该负极以所述的石墨材料作为活性物质，并和导电剂、粘结剂按一定比例构成电池电极。相比于常见的人造石墨和天然石墨，基于此发明组装的锂离子电池和钾离子电池表现出优异的循环性能和倍率性能。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种新型人造石墨负极材料，所述的石墨材料为片层状结构，且纳米片状结构厚度不超过100nm，并将其用作制备电池电极，与常见人造石墨和天然石墨相比，所制备的电池电极应用于锂离子电池和钾离子电池后具有更优异的倍率性能和更长的循环使用寿命，因此具有广阔的市场应用前景。
附图说明
33.图1本发明石墨材料的扫描电子显微镜图，其中a-d为本发明新型石墨，e为天然石墨，f为人造石墨；
34.图2本发明新型石墨材料的氮气吸脱附曲线图；
35.图3本发明新型石墨材料与常见人造石墨和天然石墨的xrd图谱；
36.图4本发明新型石墨材料的拉曼光谱图；
37.图5本发明新型石墨材料制备的锂离子电池的充放电曲线图；
38.图6本发明新型石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的锂离子电池的倍率性能图；
39.图7本发明新型石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的锂离子电池的循环性能图；
40.图8本发明新型石墨材料制备的钾离子电池的充放电曲线图；
41.图9本发明新型石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的钾离子电池的倍率性能图；
42.图10本发明新型石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的钾离子电池的循环性能图；
43.图11本发明新型石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的电极片的充放电循环形貌对比图，图中，a1、b1和c1分别对应天然石墨、人造石墨和本发明所述石墨制成电极片在充放电循环前的表面形貌，另外a2、b2和c2为对应极片循环后的形貌。
具体实施方式
44.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述，需要知道的是，本发明所描述的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
46.本发明提供一种新型人造石墨负极材料，所述的负极材料包括石墨材料，所述的石墨材料为片层状结构，石墨材料的纳米片状结构厚度不高于100nm，比表面积不高于50m
2 g-1
，xrd图谱和拉曼图谱具有典型的石墨特征峰，且拉曼图谱在2700cm-1
附近具有显著的2d峰，更优选的石墨材料纯度不低于99％。
47.本发明的一个实施例中，所述的石墨材料的纳米片状结构厚度为5-100nm，比表面积为2-50m
2 g-1
。
48.本发明的一个实施例中，所述的石墨材料的xrd图谱中，限定取向度(54.5
°
对应的(0 0 4)晶面与77.2
°
对应的(1 1 0)晶面的相对强度比值)应当不大于2，且越小越好。更优选所述石墨取向度为1.87。
49.本发明的一个实施例中，所述的石墨材料的拉曼图谱中，在2700cm-1
附近具有显著的2d峰是指以2700cm-1
为中心的一个峰，更优选是在2690-2710cm-1
之间；更优选的，以1580cm-1
为中心的g峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积比值应当不小于2，且以2700cm-1
为中心的2d峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积比值应当不小于3，两个比值均越大越好，更优选的本发明所述石墨材料上述两个比值分别为2.42和3.35。
50.本发明的一个实施例中，所述的石墨材料来源于二氧化碳转化，制备方法优选可以参考如下，本发明提供的制备方法绿色低碳环保，且无需高温即可得到本发明优秀的石墨材料，同时反应迅速高效，操作简便，资源合理化回收再利用，具有较高的应用潜能；但需要注意的是，下述的制备方法仅作为本发明石墨材料的一种来源的示意，并不构成对本发明所述的石墨材料的限制，符合本发明所述石墨材料的相关结构参数的石墨材料，在应用于钾-锂储能的锂离子电池和钾离子电池的负极时，均能够具有本发明所述的有益效果：
51.以氢化钙和二氧化碳在初始压力约为7.5-12mpa的条件下，以1-10℃/min加热至233
±
10℃，约2-3s完成反应，即停止加热，待冷却至室温，取出固体产物，酸处理并干燥后得到石墨材料；更优选酸处理是用1m盐酸在200℃下处理24h，再用1m硝酸在200℃下处理12h，上述处理后，固液分离，所得固体产物在80℃下烘干12h即得到本发明所述石墨。优选的，反应式参考为：14cah2+17co2＝4cao+10caco3+7c+14h2。压力更高的条件下可以得到石墨化程度更高的石墨材料，但随着压力的提高实验过程中的危险性也会相应提高，因此实际生产时依据实际情况调控生产石墨材料的反应条件。
52.本发明还提供一种上述任一种的新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用。
53.本发明的一个实施例中，所述的应用是以新型人造石墨负极材料作为活性物质制备电池电极。优选的，所述的电池电极通过以下制备方法制备得到：以上述任一种的新型人
造石墨负极材料作为活性物质，与粘结剂和导电剂按一定质量比均匀分散在分散介质中配制浆料，涂覆在极片表面，干燥得到电池电极；
54.更优选的，所述活性物质与粘结剂和导电剂的质量比为活性物质80-95wt％，粘结剂2-10wt％，导电剂3-10wt％，且三者总质量为100wt％；
55.所述导电剂为supper p、碳纳米管、乙炔黑和科琴黑中的至少一种。在活性物质间构建良好的导电网络，能够有效地提升电池的倍率性能及循环寿命。更优选的，所述导电剂为科琴黑；
56.所述粘结剂为乙基纤维素钠(cmc)和聚偏氟乙烯(pvdf)的一种，分别对应的分散介质为去离子水和nmp。在此，优选的，将pvdf分散在nmp中，pvdf：nmp质量比约为1:5-20，更优选为1:10；
57.所述分散介质为n-甲基吡咯烷酮(nmp)或去离子水；
58.所述极片为铜集流体；
59.所述电极的活性物质负载量为1-15mg/cm2；
60.干燥为于60-80℃温度下干燥至恒重，更优选置于真空干燥箱烘干。
61.本发明的一个实施例中，所述应用还包括将上述任一种基于新型人造石墨负极材料的电池电极应用于制备钾离子电池或锂离子电池。
62.本发明的一个实施例中，锂离子电池的制备包括：以上述任一种电池电极作为工作电极，锂金属作为对电极，设置隔膜，锂盐溶于相应溶剂中形成锂离子电解液组装锂离子电池；更优选的，所述隔膜为聚丙烯pp、聚乙烯pe的至少一种；
63.更优选的，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)等的至少一种；
64.溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸甲丙酯(mpc)中的至少一种。更优选的，锂盐在溶剂中的浓度为1mol/l；
65.锂离子电解液为1m(m为mol/l)lipf6溶于ec:dmc体积比为1:1的混合溶剂。
66.本发明的一个实施例中，钾离子电池的制备包括：以上述任一种电池电极作为工作电极，钾金属作为对电极，设置隔膜，钾盐溶于相应溶剂中形成钾离子电解液组装钾离子电池；更优选的，所述隔膜为玻璃纤维滤纸；
67.更优选的，所述钾盐为kpf6、kfsi的至少一种；
68.所述溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(dec)和乙二醇二甲醚(dme)中的至少一种。更优选的，钾盐在溶剂中的浓度为1mol/l；
69.钾离子电解液为1m kfsi溶于ec:dec体积比为1:1的混合溶剂。
70.以下通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案和技术效果，但需要注意的是，下述实施例的数据仅作为案例的示意，并不构成对本发明技术方案的限定。
71.实施例1
72.新型石墨材料的制备：将1.68g氢化钙，38gco2在容积为100ml的自制不锈钢反应器中(初始压力约为7.5mpa)，以5℃/min加热至233℃，约2-3s完成反应，即停止加热，待冷却至室温，取出固体产物，用1m盐酸在200℃下处理24h，再用1m硝酸在200℃下处理12h，上述处理后，固液分离，所得固体产物在80℃下烘干12h即得到本发明所述石墨。
73.图1中a-d为本实施例所述新型石墨的sem扫描电镜图像，图中显示，该石墨主要呈现为纳米薄片状结构，片厚度为5-100nm；
74.图2为本实施例所述新型石墨的氮气吸脱附曲线，该石墨的比表面积为37.4m
2 g-1
；
75.图3为本实施例所述新型石墨的xrd图谱，结果与石墨的pdf卡片完全吻合，且具有尖锐的衍射峰，表明该石墨的结晶性较好，具有典型的石墨特征峰，其中，石墨取向度为1.87；
76.图4为本实施例所述新型石墨的拉曼图谱，在1350，1580和2700cm-1
处分别对应于d,g和2d峰。以1580cm-1
为中心的g峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积比值为2.42，且以2700cm-1
为中心的2d峰面积与以1350cm-1
为中心的d峰面积为3.35。这说明该石墨具有较高的石墨化程度。
77.将上述新型人造石墨材料作为活性物质，与粘结剂和导电剂分散在nmp中配制成浆料，按照活性物质:粘结剂:导电剂质量比＝90:5:5，涂覆在铜集流体表面，真空干燥箱烘干。石墨材料的负载量约为5mg/cm2，其中粘结剂为pvdf，导电剂为科琴黑，nmp作为分散介质，pvdf：nmp质量比为1：10。得到电极。
78.以上述电极作为工作电极，锂金属作为对电极，pp作为隔膜，1m lipf6溶于ec:dmc＝1:1vol％作为电解液，组装锂离子电池并测试性能。
79.以上述电极作为工作电极，钾金属作为对电极，玻璃纤维作为隔膜，1m kfsi溶于ec:dec＝1:1vol％作为电解液，组装钾离子电池并测试性能。
80.为了便于进一步体现本发明的石墨材料优秀的应用效果，将本发明的石墨材料与常见人造石墨和天然石墨进行锂-钾储能性能对比。除了将活性物质进行替换外，其余条件与上述电极和电池的制备完全一致。本实施例中，天然石墨为鳞片状天然石墨，图1中e为天然石墨的扫描电镜图，天然石墨xrd图见图3所示；人造石墨为颗粒状石墨，d50：14um，振实：1.1g/cm3，真密度：2.25g/cm3，图1中f为人造石墨的扫描电镜图，人造石墨xrd图见图3所示。具体相关数据见表1。
81.附图5-10所示为该实施例下三种不同石墨作为活性物质制备的电池的储锂/储钾倍率性能和循环性能，结果显示，与常见人造石墨和天然石墨相比，本发明所提供的石墨材料所制备的电池具有更长循环性能和更高的倍率性能。
82.图5所示为本实施例所述新型石墨作为负极的活性物质制备锂离子电0池的充放电曲线，如图所示首次放电容量为552mah g-1
，首次库伦效率为57.2％，第2，3次循环对应的充放电曲线几乎重合说明已经形成稳定的sei膜，表现出优异的可逆性。
83.图6所示为本发明所述新型石墨与人造石墨和天然石墨用作锂离子电池负极时的倍率性能，如图所示，结果表明本发明所述石墨在0.1-5.0ag-1
电流密度下对应的可逆容量为318，315，309，300，284和180mah g-1
，表现出优异的倍率性能，尤其是在大倍率下显著优于天然石墨与人造石墨。
84.图7所示为本发明所述新型石墨与人造石墨和天然石墨用作锂离子电池负极时的循环性能，如图所示，在1.0ag-1
电流下，初始容量为302mah g-1
，在经历4000次循环后容量为223mah g-1
容量保持率为73.8％。相较于人造石墨和天然石墨具有优异的循环性能。
85.图8所示为本发明所述新型石墨作为钾离子电池负极时不同倍率下的充放电曲
线，如图所示在0.02ag-1
时放电容量265mah g-1
，充电容量257mah g-1
。首次库伦效率为44.9％。
86.图9所示为本发明所述新型石墨与人造石墨和天然石墨用作钾离子电池负极时的倍率性能，如图所示，结果表明本发明所述石墨在0.02-1.0ag-1
电流密度下对应的可逆容量为265，255，220，210，89和67mah g-1
，表现出优异的倍率性能，尤其时在大倍率下显著优于天然石墨与人造石墨。
87.图10所示为本发明所述新型石墨与人造石墨和天然石墨用作钾离子电池负极时的循环性能，如图所示，在0.2ag-1
电流下，可逆容量为200mah g-1
。相较于人造石墨和天然石墨此时几乎为0mah g-1
具有优异的循环性能。
88.图11所示为本发明石墨与常见人造石墨和天然石墨制备的电极片的充放电循环形貌对比图，图中，a1、b1和c1分别对应天然石墨、人造石墨和本发明所述石墨制成电极片在充放电循环前的表面形貌，另外a2、b2和c2为对应极片循环4000次后的形貌，结果表明经过长时间充放电循环后天然石墨与人造石墨均出现了明显的裂痕，颗粒出现破碎现象，而本发明所述新型石墨经历长时间循环后并未出现裂纹，充分说明了本发明所述石墨具有优异的结构稳定性，本发明所述新型石墨材料呈现优异循环性能和倍率性能。
89.实施例2
90.将实施例1的新型人造石墨负极材料作为活性物质，与粘结剂和导电剂分散在nmp中配制浆料，按照活性物质:粘结剂:导电剂＝80:10:10，涂覆在铜集流体表面，真空干燥箱烘干。负载量约为15mg/cm2，其中粘结剂为pvdf，导电剂为碳纳米管，nmp作为分散介质。
91.以上述电极作为工作电极，锂金属作为对电极，pp作为隔膜，1mliclo4溶于ec:dmc＝1:1vol％作为电解液，组装锂离子电池并测试性能。
92.以上述电极作为工作电极，钾金属作为对电极，玻璃纤维作为隔膜，1m kfsi溶于ec:dec＝1:1vol％。作为电解液，组装钾离子电池并测试性能。
93.实施例1中的天然石墨与人造石墨按照如上方式制备相应电池，并测试性能。
94.实施例3
95.将实施例1的新型人造石墨负极作为活性物质与粘结剂和导电剂分散在nmp中配制浆料，按照活性物质:粘结剂:导电剂＝95:2:3，
96.涂覆在铜集流体表面，真空干燥箱烘干。负载量约为1mg/cm2，其中粘结剂为cmc，导电剂为super p，去离子水作为分散介质。
97.以上述电极作为工作电极，锂金属作为对电极，pe作为隔膜，1mlitfsi溶于ec:dmc＝1:1vol％作为电解液，组装锂离子电池并测试性能。
98.以上述电极作为工作电极，钾金属作为对电极，玻璃纤维作为隔膜，1m kpf6溶于ec:dec＝1:1vol％。作为电解液，组装钾离子电池并测试性能。
99.实施例1中的天然石墨与人造石墨按照如上方式制备相应电池，并测试性能。
100.测试例
101.实施例1-3的新型石墨与天然石墨和人造石墨的相关数据汇总见表1，如下所示：
102.表1实施例1-3和天然石墨与人造石墨的相关数据
[0103][0104]
实施例1-3的新型石墨、天然石墨与人造石墨制备得到的相应电池进行性能测试，测试结果见表2，如下所示：
[0105]
表2实施例1-3和天然石墨与人造石墨的性能测试
[0106]
[0107]
[0108][0109]
综上，可以看出本发明所合成的石墨用于锂离子和钾离子电池负极材料，均表现出优异的循环稳定性和倍率性能。
[0110]
可以理解的是，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种新型人造石墨负极材料，其特征在于，所述的负极材料包括石墨材料，所述的石墨材料的纳米片状结构厚度不高于100nm，比表面积不高于50m
2 g-1
。2.根据权利要求1所述一种新型人造石墨负极材料，其特征在于，所述的石墨材料的纳米片状结构厚度为5-100nm，比表面积为2-50m
2 g-1
。3.根据权利要求1所述一种新型人造石墨负极材料，其特征在于，所述的石墨材料来源于二氧化碳转化。4.一种权利要求1-3任一项所述的新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用。5.根据权利要求4所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述应用包括以新型人造石墨负极材料作为活性物质制备电池电极。6.根据权利要求5所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述的电池电极通过以下制备方法制备得到：以新型人造石墨负极材料作为活性物质，与粘结剂和导电剂按一定质量比均匀分散在分散介质中配制浆料，涂覆在极片表面，干燥得到电池电极。7.根据权利要求6所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述活性物质与粘结剂和导电剂的质量占比分别为活性物质80-95wt％，粘结剂2-10wt％，导电剂3-10wt％，且三者总质量为100wt％。8.根据权利要求6所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述导电剂为supper p、碳纳米管、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；所述粘结剂为乙基纤维素钠和聚偏氟乙烯的一种，分散介质为去离子水和nmp的一种。9.根据权利要求6所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述的电极的活性物质负载量为1-15mg/cm2。10.根据权利要求5所述一种新型人造石墨负极材料在锂-钾储能方面的应用，其特征在于，所述应用还包括将以新型人造石墨负极材料作为活性物质制备的电池电极应用于钾离子电池或锂离子电池及其制备。

技术总结
本发明涉及锂/钾离子电池技术领域和电池负极材料技术领域，具体涉及一种新型人造石墨负极材料及其在锂-钾储能方面的应用。本发明提供了一种新型人造石墨负极材料，所述的负极材料包括石墨材料，所述的石墨材料的纳米片状结构厚度不高于100nm，比表面积不高于50m2g-1


技术研发人员：曾称福 胡军 梁初 赵子旭 冯雯 石玉 黎鹏
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/9/5