[发明专利]一种基于化学键构筑的高性能硅/氧化石墨烯负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于化学键构筑的高性能硅/氧化石墨烯负极材料及其制备方法，本发明通过对微、纳米硅粉进行表面改性来实现微、纳米硅粉和氧化石墨烯之间的化学键作用，使微、纳米硅粉和氧化石墨烯能够均匀复合，以达到有效提高循环性能的目的。本发明所制备的硅/氧化石墨烯复合材料具有放电比容量高、倍率性能优良和循环性能优异等优点，是一种极具潜力的锂离子电池负极材料。

主权项

一种基于化学键构筑的高性能硅/氧化石墨烯负极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）微、纳米硅粉的表面改性（1.1）将微、纳米硅粉加入浓盐酸或浓盐酸和氧化剂的混合溶液中，超声分散，在30～80 ℃油浴中磁力搅拌，搅拌时间为1～6小时；通过过滤收集经浓盐酸或浓盐酸和过氧化氢活化过后的硅粉，用去离子水清洗，再用酒精清洗，在50～100 ℃下真空干燥，得经浓盐酸活化后的硅粉；（1.2）取所述经盐酸活化后的硅粉加入到已配制好的表面活性剂溶液中，超声分散后在15～200 ℃进行回流，回流时间为4～48小时，最后通过过滤收集表面改性的硅粉，用去离子水清洗并在60～70 ℃下真空干燥；所述表面活性剂溶液是通过将表面活性剂分散于酒精‑去离子水混合溶液或甲苯中，室温下磁力搅拌2～8小时，充分溶解制得的；（2）将步骤（1）最终得到的改性过后的硅粉加入含氧化石墨烯的水溶液中，超声分散后室温下磁力搅拌20～300分钟；用稀盐酸调节混合溶液的pH值至5～7；通过过滤或离心收集复合物，分别用去离子水和酒精清洗；把得到的棕黑色复合物置于60～100 ℃的真空干燥箱中真空干燥；干燥过后，将复合物转移到管式炉中，在保护气氛下100～800 ℃保温2～24小时，得所述高性能硅/氧化石墨烯负极材料。