[发明专利]一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种流程简单、快速有效、绿色安全的高容量硅@石墨烯复合材料的制备方法，包括硅粉的表面氨基化处理和与石墨烯的复合过程。电化学测试表明，该复合材料作为锂离子电池负极材料使用时，200 mAh/g的电流密度下，循环50次后仍有1800 mAh/g左右的可逆比容量，在2 A/g的大电流密度下，仍有850 mAh/g以上的可逆比容量，呈现出了良好的循环稳定性和优异的倍率性能。该方法对于高容量硅基负极材料的大规模制备及应用提供了新方法。

主权项

1.一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：这种硅基锂离子电池负极材料由石墨烯和纳米硅复合而成，在200mA/g的电流密度下，循环50次后，可逆比容量保持在1760～1840mAh/g，并具有良好的大电流性能，其特征在于按下列方法制得：步骤一：将一定质量的硅粉加入到水/乙醇体积比为1：24～1：12的混合溶液中，超声分散；步骤二：在步骤一混合溶液中加入溶液体积0.4％～1.6％的浓氨水，随后立即加入溶液体积0.01～4％的氨基硅烷偶联剂，恒温搅拌1～24h；步骤三：将搅拌后的产物立即离心分离，用乙醇洗去氨水和未修饰到硅表面的偶联剂，然后将氨基化的硅分散到水溶液中；步骤四：氧化石墨烯由通常的H法或S法制备，称取硅质量25％～200％的氧化石墨烯粉末分散到水溶液中，超声处理得到氧化石墨烯溶液；步骤五：将氨基化硅水溶液缓慢加入步骤四中的氧化石墨烯溶液，混合1～24h后，用离心机离心除去上层未反应的氧化石墨烯，收集下层沉淀并冻干；步骤六：将冻干的氨基化硅@氧化石墨烯复合材料放入高温炭化炉中，在惰性气氛下逐步加热至700～900℃，保温1～3h，即得到硅@石墨烯复合材料。