[发明专利]一种锂离子电池用石墨烯-锑复合材料的制备方法

摘要

本发明一种锂离子电池用石墨烯-锑复合材料的制备方法：在0℃冰浴下，将纯化的石墨材料分散到浓硫酸、KMnO4中反应，得到石墨纳米材料，分散在去离子水中，得到石墨烯溶液；将Sb源、Ni源和Co源混合于无水乙二醇中，制得含锑前躯体溶液；在石墨烯溶液中加入上述含锑前躯体溶液，并在溶液中加入KBH4反应，收集反应产物，得到复合材料粉末。本发明制备的锂离子电池用石墨烯-锑复合材料，采用特定工艺处理后的石墨烯，将锑、镍和钴等元素均匀的分布在石墨烯中，使得该复合材料在用于锂离子电池时，具有较高的能量密度和循环稳定性，使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。

主权项

一种锂离子电池用石墨烯‑锑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备纳米石墨烯溶液在0±3℃条件下，将纯化的石墨材料分散到浓硫酸中，加入KMnO4，其中所述石墨材料、浓硫酸和KMnO4的质量比是(1‑3)∶(10‑15)∶(3‑12)，搅拌时间为20‑40分钟，温度上升至40‑45℃，加入搅拌后混合物体积的3‑5倍去离子水，继续搅拌20‑30分钟，经过离心分离，用质量浓度5%HCl水溶液、去离子水和丙酮洗涤后得到石墨纳米材料，将石墨纳米材料超声分散在去离子水中，充分搅拌，得到石墨烯的含量为20‑30 mmol/L的石墨烯溶液；步骤2，制备含锑前躯体溶液按Sb∶Ni∶Co原子比1∶(0.3‑0.5)∶(0.2‑0.3)的比例提供Sb源、Ni源和Co源，混合于无水乙二醇中，制得以Sb计浓度为0.10‑0.15mol/L的含锑前躯体溶液；步骤3，制备石墨烯‑锑复合材料在石墨烯溶液中加入上述含锑前躯体溶液含锑前躯体溶液，形成混合溶液，其中石墨烯溶液和含锑前躯体溶液的体积比为1∶(1‑2)，在溶液中加入KBH4，其中KBH4与混合溶液中的Sb的摩尔比为1∶(1‑2)，密封条件下加热至200‑300℃，并反应10‑20小时，反应完后自然冷却至室温，收集粉末状反应产物，依次用去离子水、无水乙醇清洗，干燥，得到复合材料粉末。