The invention discloses a preparation method of Si/SiOx/rGO negative electrode composite material, which involves the technical field of negative electrode silicon composite material of lithium ion battery, including the following steps: preparation of GO, preparation of Si/SiOx, preparation of hydroxylated Si/SiOx, and preparation of Si/SiOx/rGO. The invention combines graphene and silicon nanoparticles to produce Si/SiOx/rGO negative electrode composite, combining the advantages of high conductivity and high specific surface area of graphene and high energy density of silicon, and improving the dispersivity of silicon nanoparticles, alleviating the serious volume change of silicon nanoparticles in the battery charging and discharging, and improving the nano silicon. With the binding fastness of graphite oxide, the composite material has good conductivity and cycling performance. It provides a new direction for the development of lithium ion battery negative electrode materials and broadens the development of lithium ion batteries in new energy and new materials. The preparation process is simple and easy to operate. One
【技术实现步骤摘要】
一种Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池负极硅基复合材料
,尤其涉及一种Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法。
技术介绍
进入21世纪,随着经济和社会的发展,人们对于能源的需求不断增加。其中化学电源替代传统的化石能源能够有效地缓解能源危机及环境污染问题。由于锂离子电池具有能量密度高、开路电压高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势,被广泛应用于便携式电子市场、电动汽车、航天等领域。但是目前的锂离子电池技术不能满足持续增长的能量密度需求,且有倍率性能差、充放电速度慢等缺点,导致了电动汽车的行驶路程短、充电时间长、启动速度慢等缺陷。因此,研发高比容量和高比能量的锂离子电池材料是当前科研工作者亟需解决的问题之一。负极材料的能量密度是影响锂离子电池能量密度的主要因素之一,负极材料在锂离子电池化学体系中起着至关重要的作用。目前应用最广的为石墨负极材料,理论容量为372mAh/g,而已经商业化的高端石墨材料的实测容量达到365mAh/g,所以需要开发新的高能量密度的负极材料来推动锂离子电池的发展。半导体硅是目前众多的负极材料中能量密度最高的,可达4200mAh/g,能够与金属锂形成多种合金化合物,成为最具吸引力的新一代锂离子电池负极材料。但是硅负极在电池充放电储锂过程中会发生剧烈的体积膨胀,可高达300%,导致电极的粉碎,进而导致电池的寿命和循环稳定性变差,限制了硅材料的进一步扩大应用,需要对其进行改性。其中一种常用的改性方法便是硅与碳类材料的复合。作为一种新兴的二维碳纳米材料,石墨烯具有很多优异的性能 ...
【技术保护点】
1.一种Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
【技术特征摘要】
1.一种Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、GO制备:制备氧化石墨烯GO;S2、Si/SiOx制备:将球状纳米硅在氧化性气流中加热,获得氧化亚硅包裹纳米硅颗粒的Si/SiOx材料,其中0<x<2;S3、羟基化Si/SiOx制备:将S2中得到的Si/SiOx材料置于装有过氧化氢溶液的石英容器中,紫外照射并磁力搅拌反应,水洗,干燥,得到表面羟基化的Si/SiOx材料;S4、Si/SiOx/rGO制备:将S3中得到的羟基化Si/SiOx材料和S1中制得的GO共同分散到有机弱酸水溶液中,超声分散,转移至烘箱中预干燥至胶状物,再冷冻干燥,然后在氩氢混合保护气氛下于还原反应,即得Si/SiOx/rGO复合材料。2.根据权利要求1所述的Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述S1中,采用Hummer法制备GO。3.根据权利要求1所述的Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述S2中,将球状纳米硅在氧化性气流中持续加热3-6h,获得氧化亚硅包裹纳米硅颗粒的Si/SiOx材料,其中0<x<2。4.根据权利要求1或3所述的Si/SiOx/rGO负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述球状纳米硅的尺寸为50-170nm。5.根据权利要求1所述的Si/SiOx/rGO负极复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘会,王辉,郭桂略,
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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