[发明专利]一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取含硅材料加入至交联剂水溶液中，搅拌均匀，得到溶液A；(2)再取碳材料加入到另一交联剂水溶液中，搅拌均匀，得到溶液B；(3)取氧化石墨烯水溶液加入到溶液A中，搅拌均匀，得到改性含硅材料/氧化石墨烯混合溶液；(4)再将溶液B加入到改性含硅材料/氧化石墨烯混合溶液中，搅拌均匀，得到溶液C；(5)将溶液C干燥后，在惰性气体保护下，高温煅烧，即得到目标产物。与现有技术相比，本发明制备出的石墨烯改性硅碳复合材料的电化学性能中，相比未用交联剂和其它交联剂的复合材料，其首效和循环后的容量保持率均有提升。

技术领域

本发明属于锂离子电池负极材料技术领域，涉及一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法。

背景技术

现有的制备锂离子电池负极材料的技术很多，其中石墨烯改性硅碳负极材料的技术具体如下：

中国专利CN109742363A等中将氧化石墨烯分散到溶剂(水或有机溶剂)中，SiOx颗粒分散到有机溶剂中，然后将氧化石墨烯溶液加入到SiOx溶液中进行复合，最后得到石墨烯包覆的SiOx复合材料。另外，中国专利CN109065878A中利用表面活性剂对石墨烯进行改性后，将得到的改性石墨烯与石墨粉在溶液中进行液相混合或固相混合后，得到石墨烯/石墨复合材料。

中国专利CN110165211A利用表面活性剂对石墨烯进行改性后，将得到的改性石墨烯与SiOx粉在溶液中进行混合后得到石墨烯/SiOx混合溶液，然后再与石墨有机混合溶液混合，得到石墨烯改性的硅碳负极材料。

中国专利CN108735990A中将石墨粉和SiOx粉加入到(氧化)石墨烯溶液中，再加入分散剂，最后得到石墨烯包覆的硅碳复合材料。

中国专利CN104752696A中将石墨烯分散到溶剂中，硅粉分散有机溶剂中，并利用硅烷偶联剂改性硅粉，将得到的改性硅粉与石墨烯溶液进行混合，再将石墨粉加入溶液中进行液相混合后得到石墨烯/硅/石墨复合材料。

还有其他等等技术。上述现有技术存在以下不足之处：(1)多采用分散剂和有机溶剂体系，成本高，对环境污染较大；(2)硅/石墨复合负极材料中，没有对石墨进行有效的改性，因此复合材料的电化学性能并不理想，等等。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取含硅材料(记为SiO_x，0≤x2)加入至交联剂水溶液中，搅拌均匀，得到改性的含硅材料水溶液，记为溶液A；

(2)再取碳材料加入到另一交联剂水溶液中，搅拌均匀，得到改性的碳材料水溶液，记为溶液B；

(3)取氧化石墨烯水溶液加入到溶液A中，搅拌均匀，得到改性含硅材料/氧化石墨烯混合溶液；

(4)再将溶液B加入到改性含硅材料/氧化石墨烯混合溶液中，搅拌均匀，得到改性含硅材料/氧化石墨烯/改性碳材料混合溶液，记为溶液C；

(5)将溶液C干燥后，在惰性气体保护下，高温煅烧，即得到目标产物。

进一步的，步骤(1)中，所述的含硅材料为硅粉或硅的氧化物，其粒径为0.01～5μm。

进一步的，所述的交联剂水溶液由亲水硅油与水混合后配制而成，其中，亲水硅油的黏度范围为50～2000Pa·s。

进一步的，步骤(1)中，含硅材料与交联剂水溶液的添加量满足：Si元素与交联剂的质量比为1：(0.1-1)。