[发明专利]一种石墨烯/硅复合的锂离子电池负极及其制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯/硅复合的锂离子电池负极及其制备方法。所述的石墨烯/硅复合的锂离子电池负极，其特征在于，包括铜箔以及设于铜箔上的多层结构，所述的多层结构包含相间设置的石墨烯层和硅/碳纳米管层，所述的硅/碳纳米管层含有硅纳米颗粒和碳纳米管，碳纳米管包覆在硅纳米颗粒上。这种层状复合材料可作为负极材料应用于锂离子电池。具有高的比容量，稳定的循环性能等特性。用这种简单的步骤将石墨烯和碳管成功包裹了硅纳米颗粒，并通过层状的特殊结构改善了硅材料在充放电过程中的体积效应，同时石墨烯和碳纳米管的条件也提高了电极导电性，使得最终电极材料比容量高、库伦效率高、循环性能好。

主权项

一种石墨烯/硅复合的锂离子电池负极，其特征在于，包括铜箔以及设于铜箔上的多层结构，所述的多层结构包含相间设置的石墨烯层和硅/碳纳米管层，所述的硅/碳纳米管层含有硅纳米颗粒和碳纳米管，碳纳米管包覆在硅纳米颗粒上；其制备方法包括：步骤1：将石墨烯置于水中，添加PAA粘结剂，在剪切机中剪切，获得分散均匀的石墨烯浆料；步骤2：常温下将铜箔浸泡在有机酸或双氧水中，或常温下将铜箔浸泡在有机酸中，而后转移到双氧水中浸泡，然后用去离子水洗涤干净，自然晾干，得到表面改性过的铜箔；步骤3：将碳纳米管浆料稀释搅拌，使其均匀分散于水中，而后加入硅纳米颗粒，分散均匀，同时添加BYK分散剂，搅拌，得到硅/碳纳米管的分散液；步骤4：将步骤1所得的石墨烯浆料用涂覆机涂覆到表面改性过的铜箔上，烘干，形成石墨烯层；将步骤3中所得的硅/碳纳米管的分散液用喷涂枪喷到烘干的石墨烯表面，再烘干，形成硅/碳纳米管层，得到烘干极片；步骤5：将步骤1所得的石墨烯浆料涂覆到步骤4所得的烘干极片上，接着喷涂步骤3中所得的硅/碳纳米管的分散液，再涂覆步骤1所得的石墨烯浆料，辊压机上滚压，切片，烘干，得到石墨烯/硅复合的锂离子电池负极。