氮掺杂石墨烯/硅三维锂离子负极复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，步骤如下：将纳米硅粉分散于水中，然后加入PDDA，搅拌和超声反应；将得到的溶液进行清洗离心，得到产物PDDA@Si；将PDDA@Si加入到氧化石墨烯水溶液中，搅拌后超声，加入甲醛搅拌，再加入三聚氰胺，搅拌；将最后的溶液进行水热反应，将水热反应后的产物烘干；烘干产物高温处理得到产物。通过引入PDDA，改变纳米硅颗粒表面活化能，缓解了纳米硅颗粒易团聚、难分散问题，以三聚氰胺为氮源，通过水热反应，在氧化石墨烯还原的同时将氮原子引入，得到氮掺杂的石墨烯。

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂石墨烯/硅三维锂离子负极复合材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池材料及其制备
，尤其涉及一种高比容量、具有三维结构的新型氮掺杂石墨烯/硅锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着电动汽车以及可移动电子设备对高比容量、高比能量、长寿命电池需要的日益增长，人们对锂离子电池的性能提出了更高的要求。锂离子电池容量偏低已成为制约电池工业发展的一个瓶颈，负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能的好坏直接决定锂离子电池的优劣。目前商业化的锂离子电池主要采用石墨类碳负极材料，但是自从锂离子电池商业化以来，石墨以及越来越接近其理论比容量372mAh/g，而且石墨作为负极材料其嵌锂电位平台接近金属锂，低温充电或者快速充电时易发生“析锂”现象存在安全隐患。因此，高能动力型锂离子电池的发展迫切需要寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极来替代石墨类碳负极。在各种非碳负极材料中，硅的理论储锂容量高达4200mAh/g，是石墨容量的10倍多；硅的电压平台略高于石墨，在充电时难以造成表面析锂现象，安全性能优于石墨负极材料；并且，硅在地壳中含量丰富，来源广泛、价格便宜。但是，在电化学储锂过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，其特征是:包括以下步骤：(1)将纳米硅粉分散于水中，然后加入PDDA，进行搅拌和超声反应；(2)将步骤(1)得到的溶液进行清洗离心，得到产物PDDA@Si；(3)将步骤(2)得到的产物PDDA@Si加入到氧化石墨烯水溶液中，搅拌后超声，然后加入甲醛搅拌，再加入三聚氰胺，搅拌；(4)将步骤(3)中最后的溶液进行水热反应，将水热反应后的产物烘干；(5)将步骤(4)中烘干产物高温处理得到产物。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，其特征是:包括以下步骤：(1)将纳米硅粉分散于水中，然后加入PDDA，进行搅拌和超声反应；(2)将步骤(1)得到的溶液进行清洗离心，得到产物PDDA@Si；(3)将步骤(2)得到的产物PDDA@Si加入到氧化石墨烯水溶液中，搅拌后超声，然后加入甲醛搅拌，再加入三聚氰胺，搅拌；(4)将步骤(3)中最后的溶液进行水热反应，将水热反应后的产物烘干；(5)将步骤(4)中烘干产物高温处理得到产物。2.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，其特征是:所述纳米硅粉：氧化石墨烯的质量比为200～300：300。3.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，其特征是:所述步骤(1)中纳米硅粉：水：PDDA的用量比为50：200～300：2，ml：mg：ml。4.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/硅三维结构锂离子负极复合材料的制备方法，其特征是:所述步骤(3)中氧化石墨烯溶液的浓度为8～12mg/ml。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：温广武，唐校福，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37