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一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法技术

技术编号:13309860 阅读:106 留言:0更新日期:2016-07-10 10:00
本发明专利技术以柠檬酸和氨基酸的混合物为碳源经高温热解制备氨基酸功能化石墨烯量子点,然后将石墨烯量子点涂覆于纳米硅粒子表面得到石墨烯量子点/纳米硅复合物。研究表明,石墨烯量子点的引入提高了硅负极的电子/离子传导性,复合物作为锂离子电池负极材料具有显著改善的比电容量、高倍率性能和循环稳定性,可广泛用于各种大容量锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法,属于电化学

技术介绍
锂离子电池因能量密度高、循环寿命长、环境友好、无记忆效应等显著优点而广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等日用消费电子产品。随着生活水平的提高和技术进步,人们对锂离子电池性能提出了更高要求。例如,作为新电动汽车动力的锂电池除了超高容量外,还应具备良好的动力特性和长的使用寿命。面对商品化石墨负极的较低容量和结构不稳定缺陷。近年,研究人员研发了系列新的碳基或非碳负极材料。硅被公认为最有可能成为下一代高性能锂电池理想的负极材料。它的理论容量达到4200mAh/g,是石墨电极容量的十倍以上。然而,硅在充放电过程中会发生巨大的体积变化,电极材料易粉化脱落,导致电容量迅速衰减。此外,硅负极放电电位低,易与电解液发生副反应产生不稳定的SEI膜,造成硅和电解液大量消耗。因此,硅负极至今未实现商业化。研究人员在提高硅负极电化学性能方面进行了大量尝试,但从主要技术手段上可归纳为“纳米化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法,包括以下步骤:1)将柠檬酸和氨基酸以一定质量比混合,溶于去离子水,加热至水分蒸干,高温热解得到氨基酸功能化石墨烯量子点;2)将纳米硅分散于过氧化氢、氨水和去离子水的混合溶液,加热反应一定时间,离心分离,干燥得到亲水性纳米硅;3)将2)得到的亲水性纳米硅溶于去离子水,剧烈搅拌,滴加1)得到的氨基酸功能化石墨烯量子点水溶液,加毕,继续搅拌一定时间,离心分离,干燥得到石墨烯量子点/纳米硅复合物;4)将3)得到的复合物、乙炔黑和海藻酸钠分散在去离子水中,均匀涂覆于铜箔表面得到锂离子电池负极片,然后在手套箱中组装成扣式半电池,并对其电化学性能进行测试...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法,包
括以下步骤:
1)将柠檬酸和氨基酸以一定质量比混合,溶于去离子水,加热至
水分蒸干,高温热解得到氨基酸功能化石墨烯量子点;
2)将纳米硅分散于过氧化氢、氨水和去离子水的混合溶液,加热
反应一定时间,离心分离,干燥得到亲水性纳米硅;
3)将2)得到的亲水性纳米硅溶于去离子水,剧烈搅拌,滴加1)
得到的氨基酸功能化石墨烯量子点水溶液,加毕,继续搅拌一定时间,
离心分离,干燥得到石墨烯量子点/纳米硅复合物;
4)将3)得到的复合物、乙炔黑和海藻酸钠分散在去离子水中,
均匀涂覆于铜箔表面得到锂离子电池负极片,然后在手套箱中组...

【专利技术属性】
技术研发人员:李在均孔丽娟李瑞怡
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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