一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，涉及一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，包括如下步骤：以三聚氰胺为氮源，有机酸为碳源，改性石墨烯为导电桥梁，将三聚氰胺、有机酸、改性石墨烯与纳米硅悬浊液混合均匀，然后再加入石墨，混合均匀，干燥；将混合好的干燥物料研磨过筛，然后将物料转移至回转炉中，通入惰性气氛，加热至100~500℃，纳米硅颗粒嵌入三聚氰胺与有机酸、改性石墨烯反应后原位生成的功能结构组分中；然后继续升温碳化。相对于现有技术，本发明专利技术采用原位氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料，从而得到硅碳复合材料，该材料的循环性能提升明显，倍率性能好。而且该方法简单，成本低，非常适合大规模生产运用。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法。
技术介绍
近年来，由于电动汽车领域的不断发展，目前工信部等四部委在《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中提出，2020年规划目标中要求单体电池能量密度达到300wh/kg，这对于采用石墨(理论克容量372mAh/g)作为负极的传统锂离子电池是一个巨大的挑战。而硅具有4200mAh/g的理论容量，且脱嵌平台低(＜0.5VVsLi/Li+),硅基材料是有望成为下一代锂离子负极材料的主流之一的材料。然而硅基材料有一个致命的缺点：在锂离子从硅材料脱嵌过程中，体积变化很大，易导致电极材料的粉化和电极性能的恶化，从而使得电池循环性能较差。有鉴于此，本专利技术旨在提供一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其采用原位氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料，从而得到硅碳复合材料，该材料的循环性能提升明显，倍率性能好。而且该方法简单，成本低，非常适合大规模生产运用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其采用原位氮掺杂碳包覆硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：步骤一，以三聚氰胺为氮源，有机酸为碳源，改性石墨烯为导电桥梁，将三聚氰胺、有机酸、改性石墨烯与纳米硅悬浊液混合均匀，然后再加入石墨，混合均匀，干燥；步骤二，将步骤一中混合好的干燥物料研磨过筛，然后将物料转移至回转炉中，通入惰性气氛，加热至100~500℃，保温0.1~5h，纳米硅颗粒嵌入三聚氰胺与有机酸、改性石墨烯反应后原位生成的功能结构组分中；然后继续升温至500~1000℃，碳化0.5~24h，冷却后打散、过筛，得到致密的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：步骤一，以三聚氰胺为氮源，有机酸为碳源，改性石墨烯为导电桥梁，将三聚氰胺、有机酸、改性石墨烯与纳米硅悬浊液混合均匀，然后再加入石墨，混合均匀，干燥；步骤二，将步骤一中混合好的干燥物料研磨过筛，然后将物料转移至回转炉中，通入惰性气氛，加热至100~500℃，保温0.1~5h，纳米硅颗粒嵌入三聚氰胺与有机酸、改性石墨烯反应后原位生成的功能结构组分中；然后继续升温至500~1000℃，碳化0.5~24h，冷却后打散、过筛，得到致密的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料。2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤二得到的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料具有核壳结构，壳层为嵌入有纳米硅的氮掺杂碳层，核层为石墨，所述氮掺杂碳层是由三聚氰胺与有机酸、改性石墨烯反应后原位生成的功能结构组分碳化得到的。3.根据权利要求2所述的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其特征在于，壳层的质量为核层质量的5~30%。4.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆硅复合石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤一所述的改性石墨烯为接枝有-COOH，-OH官能团的石墨烯。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：康飞宇，谌芳园，贺艳兵，何中林，王鹏，武洪彬，李宝华，程光春，林平，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，湖北融通高科先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44