[发明专利]一种动力锂离子电池负极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种动力锂离子电池负极材料的制备方法，先通过改性的Hummer法制备氧化石墨；然后制备表面缺陷的氧化石墨烯，最后制备硅-石墨烯薄膜；本发明通过结合硅活性材料的纳米化和复合化工艺，利用具有高导电、机械性能优越的石墨烯作为复合物，在有效的解决硅材料在电池循环过程中的体积变化的同时，并提出在石墨烯表面引入纳米级孔洞，构建硅/石墨烯的3维网络结构，促进了锂离子在锂离子电池循环过程中的在三维方向上的迁移和扩散，大幅度提升了负极材料的电池容量。本发明制备工艺简单、制备的硅/石墨烯薄膜可以直接用作锂离子电池负极材料，避免另外加入导电添加剂和粘结剂，而且材料具有很好的延展性和灵活的加工性能，适合工业化大规模生产。

主权项

一种动力锂离子电池负极材料的制备方法，其具体步骤如下：1）氧化石墨的制备：通过改性的Hummer法制备氧化石墨；2）氧化石墨烯表面缺陷的制备：配制质量分数为0.5‑1.5g/L的氧化石墨溶液，将氧化石墨溶液与质量浓度为65‑70%的硝酸混合，氧化石墨溶液的体积与硝酸溶液的体积比为1：（3‑15）；超声混合溶液，然后加入去离子水，反复离心洗涤，将体系洗至pH为5‑7，冷冻干燥得到带有纳米孔洞的氧化石墨烯固体；3）硅‑石墨烯薄膜的制备：预先取一定量的纳米硅暴露于空气中；按硅粉的质量与水的体积比为0.001‑0.05g/ml，将硅粉超声分散在去离子水中，然后按硅的质量与氧化石墨的质量比为0.1‑4：1，将硅分散液与浓度为0.01‑1g/L的带有纳米孔洞的氧化石墨烯溶液混合，继续超声分散后，然后将混合液真空抽虑到滤膜上面；将上层为硅‑氧化石墨烯的滤膜在空气中自然风干后，从滤膜上面取下来；放置在石英舟中，放置在气氛保护的管式炉中，保持一定的气体流速，在400‑800℃下，煅烧1‑3h，得到锂离子电池负极材料‑硅‑石墨烯薄膜。