[发明专利]锗化氢/还原氧化石墨烯/导电炭黑纳米复合锂离子电池负极材料及其制备方法

摘要

本发明提供锗化氢/还原氧化石墨烯/导电炭黑纳米复合锂离子电池负极材料及其制备方法，高温熔炼法制备CaGe₂晶体，然后将CaGe₂晶体作为锗源分散于浓盐酸中，在室温下快速搅拌反应，得到层状的GeH。然后将GeH分散在异丙醇中超声处理，室温真空干燥得到少层的GeH纳米片。再将GeH纳米片与RGO和SP分散在异丙醇中共同超声，室温真空干燥得到GeH/RGO/SP纳米复合负极材料。本发明制备的GeH/RGO/SP纳米复合负极材料，GeH为纳米片，减少材料循环过程中的粉化，导电性能良好的RGO的加入以及导电剂SP的均匀分散，增大材料的比表面积，有效减缓锗基材料的体积膨胀，同时为锂离子提供更多的扩散渠道，进而增强整体材料的电子导电性，用于锂离子电池，可提供高比容量、大倍率和长循环寿命。

主权项

1.锗化氢/还原氧化石墨烯/导电炭黑纳米复合锂离子电池负极材料，其特征在于：按照下述步骤进行：步骤1，在氩气保护下，将Ca和Ge按照摩尔比为(1‑2):(2‑4)置于石英管中并密封后，置于管式炉中以4‑10℃/min的速度升温到950‑1050℃并保温12‑30h后，以0.01‑0.5℃/min的速度降温至室温20‑25℃后，得到亮银色的二锗化钙(CaGe2)晶体；步骤2，将步骤1制备得到的CaGe2晶体置于反应器中，并向其中加入浓盐酸，室温20‑25℃水浴条件下，搅拌2‑5天后，洗涤、干燥，干燥条件：室温20‑25℃下真空干燥6‑12h，得到锗化氢(GeH)样品；步骤3，将步骤2制备得到的GeH样品超声分散在异丙醇(IPA)中，超声分散时间为2‑4h后，再向其中加入还原氧化石墨烯(RGO)和导电炭黑(SP)后，RGO和SP质量比为(1‑2):(1‑2),GeH与RGO和SP质量之和的比为(2‑6):1，超声分散0.5‑2h，得到GeH/RGO/SP/IPA混合液，将上述混合液室温20‑25℃下真空干燥12‑28h后，得到锗化氢/还原氧化石墨烯/导电炭黑纳米复合锂离子电池负极材料。