[发明专利]一种石墨烯基复合锂离子电池薄膜负极材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯基复合锂离子电池薄膜负极材料及制备方法。当前商用锂电池负极材料存在比容量低、有机溶剂共嵌入不足等问题。本发明采用静电喷雾沉积装置，将石墨烯和硝酸亚锡混合，超声分散溶解在乙醇:乙二醇:1,2-丙二醇溶剂中，形成浓度为0.005mol·L-1~0.02mol·L-1的金属阳离子前躯体溶液，将该溶液匀速流向喷雾头，调节针头到基片的距离，加热基片，调节喷雾头与基片间的直流高压，以获得稳定均匀的气溶胶喷雾，石墨烯和二氧化锡以直接化学键合或机械混合的方式在基片材料上形成三维网状结构。该薄膜可用作锂离子电池负极，具有高的首次库伦效率，以及优异的电化学储锂性能和循环性能。

主权项

1.一种石墨烯基复合锂离子电池薄膜负极材料及制备方法，其特征在于如下步骤：步骤(1).将硝酸亚锡和石墨烯按照最终薄膜所需组分混合，即硝酸亚锡:石墨烯=(7893.5)wt%:(226.5)wt%，将硝酸亚锡和石墨烯的混合物溶解在混合溶剂中，形成金属阳离子浓度为0.005mol/L0.02mol/L的前驱物溶液；所述的硝酸亚锡可以替换为醋酸锡；所述的混合溶剂由乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇按2:1:2的体积混合而成；步骤(2).将前驱物溶液在计量泵的控制下以2ml/h5ml/h匀速流向喷雾针头，将喷雾针头和基片的距离调节为2 cm6cm，通过热电偶和加热台加热基片，加热温度控制在175 ^oC300^oC，通过直流高压电源发生装置调节喷雾针头与基片间的直流电压，将电压控制在12KV18KV之间，以获得稳定均匀的前驱物溶液喷雾，将前驱物溶液喷雾控制在1h10h之间，进而获得厚度为1μm10μm的石墨烯基复合锂离子电池薄膜负极材料, 石墨烯基复合锂离子电池薄膜负极材料中二氧化锡与石墨烯的质量比为 (7090)wt%:(3010)wt%。