[发明专利]一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法

摘要

本发明公开了一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法，其特点是，包括硅藻土纯化、多孔硅制备和多孔硅/石墨烯复合材料制备步骤，其制备方法科学合理，简便易行、成本低廉、环境友好，实用性强，原材料来源广泛，且充分利用了石墨烯优异的导电性和良好的机械性能，有效改善了硅基材料的导电性和体积效应等问题，直接用于锂离子电池负极材料，在电流密度为100mA/g下，经过100次循环后，可逆容量仍可达609.4mAh/g。

主权项

一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，它包括的步骤是：（1）硅藻土纯化：将硅藻土在常压条件下以5~20℃/min的升温速率加热至700~900℃，退火1~6h，去除有机质，用浓度为0.005~0.1mol/L的碱性溶液碱洗2.5~6h，洗涤至中性，然后用4.0~8.0mol/L的酸性溶液在95℃下酸浸4~8h，最后经洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；（2）多孔硅制备：镁还原剂与硅藻土按质量比为1:0.5~1:3进行混合，在惰性气氛下加热至600~850℃，并保温2~6h，随后冷却到室温，再于浓度为0.1~2.0M酸性溶液中浸泡12~18h，经洗涤干燥，得到多孔硅；（3）多孔硅/石墨烯复合材料制备：将步骤（2）得到的多孔硅与碳源混合负载在催化剂上，置于管式炉内，以保护气流速为150~250sccm，升温速率为5~20℃/min加热至900~1100℃，在氢气流速为10~20sccm下退火处理5~20min，随后热解碳源沉积石墨烯，将石墨烯在保护气氛下冷却至室温。