【技术实现步骤摘要】
高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料及制备方法
本专利技术涉及锂离子电池负极材料
，具体涉及一种利用中空硅球为原料制备的高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料及制备方法。
技术介绍
目前可充电式锂离子电池在便携式电子产品和电动汽车的领域应用广泛，而商用的锂离子电池主要以石墨类碳材料为负极，因其理论比容量较低，已不能满足高能便携式电源、动力电池和储能电站等领域对高能量密度和高功率密度的需求；此外石墨在PC电解质溶液中存在剥离现象，且嵌锂形成的LiC6活泼性强，使其安全性能下降。因此，开发更高的能量密度和功率密度，更长循环寿命、更高安全性的锂离子电池电极材料，构筑新型电极结构体系具有重要的研究意义和应用前景。锂离子电池负极材料中，硅基材料拥有最高的理论比容量（4200mAh/g），超过传统石墨电极（372mAh/g）10倍，且自然资源丰富及较少的环境污染等优点，被认为是具有巨大发展前景的锂离子电池负极材料之一。然而硅在充放电过程中存在巨大的体积变化，颗粒内部的应力会造成颗粒破裂而粉化，难于形成稳定的固体电解质膜（SEI膜），此外，硅电极较低的电导率也限制了其在锂离...
【技术保护点】
1.高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料，其特征在于：包括单质硅、单质碳和石墨烯，所述单质硅为中空硅球，所述单质硅与所述单质碳形成碳包覆中空硅，所述碳包覆中空硅附着在石墨烯层间。
【技术特征摘要】
1.高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料，其特征在于：包括单质硅、单质碳和石墨烯，所述单质硅为中空硅球，所述单质硅与所述单质碳形成碳包覆中空硅，所述碳包覆中空硅附着在石墨烯层间。2.根据权利要求1所述的高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料，其特征在于：所述中空硅球的粒径为320nm～800nm。3.高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）制备碳球：将葡萄糖溶于水中，加入甲醇搅拌均匀，再滴加氢氧化钠溶液调节pH为8～10，然后将所得溶液进行水热反应，得到碳球；2）制备核壳结构的碳@二氧化硅材料：将所述碳球经表面活性剂修饰制备碳球悬浮液，用氨水调节所述碳球悬浮液的pH值为8～12；将正硅酸乙酯的乙醇溶液滴入调节pH后的碳球悬浮液中，室温搅拌6h～12h，离心收集得到二氧化硅包覆碳球的核壳结构复合材料；3）合成中空硅球：将所述二氧化硅包覆碳球的核壳结构复合材料放入马沸炉中，温度以1℃～5℃/min的速率升温至500℃～600℃，保温1h～5h，冷却至室温得到中空二氧化硅；将中空二氧化硅与氯化钠混合研磨；将研磨后的中空二氧化硅与镁粉混合，在惰性气氛下进行镁热还原反应，反应温度以1℃～10℃/min的速率升温至500℃～700℃，保温1h～5h后冷却得粉体，所述中空二氧化硅与镁粉的质量比为1:0.9～1.2；在惰性气氛下，向所述粉体内滴加盐酸，所述盐酸浓度为1～2mol/L，滴加量为每克粉体滴加200mL～250mL，搅拌30～60min后抽滤收集滤饼；将收集到的滤饼分散于乙醇中，再向乙醇中加入的氢氟酸，搅拌15min～30min，抽滤干燥得中空硅球；4）合成中空硅@碳/石墨烯：将中空硅球和多巴胺盐酸盐分散在...
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