[发明专利]一种锂离子电池负极材料

摘要

本发明公开了一种锂离子电池负极材料,其制备方法是采用表面活性剂对Si颗粒进行表面改性处理，使得Mg(OH)2容易包覆在纳米Si粉末表面；首先将Si颗粒溶于十六烷基苯磺酸溴化铵水溶液中搅拌并超声生成混合悬浊液，再将硝酸镁、尿素和葡萄糖加入到上述悬浊液中搅拌3h；将搅拌完全的悬浊液倒入聚四氟乙烯反应釜中再放入均相反应器中设置梯度温度反应先160℃反应3h，再180℃反应6h，待反应完冷却后将固体材料用去离子水洗涤并在40℃干燥12h；本发明制得的复合材料具有高导电率和结构稳定的碳材料为壳层，石墨烯的引入不仅可以缓解电极材料结构的塌陷，而且在很大程度上提高了材料的离子和电子传导性。

主权项

一种锂离子电池负极材料，其特征在于：其制备方法具体步骤如下：(1)制备Si/Mg(OH)2/C材料：采用表面活性剂对Si颗粒进行表面改性处理，使得Mg(OH)2容易包覆在纳米Si粉末表面；首先将Si颗粒溶于十六烷基苯磺酸溴化铵水溶液中搅拌并超声生成混合悬浊液，再将硝酸镁、尿素和葡萄糖加入到上述悬浊液中搅拌3h；将搅拌完全的悬浊液倒入聚四氟乙烯反应釜中再放入均相反应器中设置梯度温度反应先160℃反应3h，再180℃反应6h，待反应完冷却后将固体材料用去离子水洗涤并在40℃干燥12h；(2)制备蛋黄‑蛋壳Si/C多孔复合材料：为了制备出孔结构，Mg(OH)2将作为牺牲层使用pH约为2.3的盐酸溶液除去，将上述制备的材料加到2L的盐酸溶液中搅拌3天，然后过滤洗涤并在60℃烘干4h得到前躯体，然后将前躯体放入管式炉中通氮气在350℃下煅烧3h；(3)石墨烯包覆蛋黄‑壳Si/C多孔复合材料：通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，透析和冷冻干燥以获得红棕色氧化石墨烯薄膜，将一定量的氧化石墨烯完全溶解在去离子水中以形成溶液A，随后，通过超声分散将一定量的多孔C/Si粉末溶解在去离子水中以形成溶液B，随后，将溶液B添加到溶液A中，在室温下搅拌30分钟，然后冷冻干燥，样品在管式炉中在N2(99.999％)气氛中在400℃下进一步碳化4小时，制得石墨烯修饰的Si/C复合材料。