一种用于锂离子电池的柔性硅负极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂离子电池的柔性硅负极及其制备方法，该方法首先利用氧化石墨烯悬浮液抽滤成膜，接着用含硅纳米颗粒、碳纳米管、海藻酸钠、交联剂的混合悬浮液在氧化石墨烯膜表面再次抽滤得到复合膜，最后将该复合膜干燥并进行热处理，使氧化石墨烯还原成石墨烯即可。该柔性硅负极下表面为石墨烯基底，上表面的硅颗粒均匀分布在海藻酸钠与碳纳米管形成的三维网络结构中。该柔性硅负极为自支撑电极，具有较好柔性，可任意弯曲，其比容远高于铜箔涂附硅负极，在轻质高容量锂离子电池方面应用前景较好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池的柔性硅负极及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种柔性硅负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有良好的能量密度、功率密度等优点，成为了最具吸引力的电化学储能技术之一，并且已经广泛应用于新能源汽车和移动电子产品等领域。锂离子电池最重要的组成部分为电极材料，电极材料决定了锂离子电池的性能优劣。硅作为众多锂离子电池负极材料中的一种，具有极高的理论比容(4200mAh/g)，是商品化应用最广泛的石墨负极材料(370mAh/g)的十几倍。因此，高性能硅负极材料的研究与开发成为了锂离子电池领域最为热点的科学问题之一。传统的硅基负极一般采用浆料涂布的方式制备得到：将硅纳米颗粒(或者硅纳米复合材料)、导电剂(如superP)、聚合物粘结剂(如聚偏氟乙烯)混合制成浆料，然后将浆料涂布到金属集流体(如铜箔)上，干燥后即可得到硅负极。在整个电极中，硅的质量分数通常在3％-5％范围内(将铜箔的质量计算在内)。因此，虽然硅的比容(根据硅的质量计算)可达到3000mAh/g,但是如果按照整个电极的质量来计算的话，硅负极的比容会低于150mAh/g。为了提高负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池的柔性硅负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将硅纳米颗粒、碳纳米管、海藻酸钠、交联剂与溶剂混合，制成混合悬浮液备用；将氧化石墨烯分散在溶剂中，制成氧化石墨烯分散液备用；(b)将氧化石墨烯分散液抽滤成膜，接着利用混合悬浮液在氧化石墨烯膜表面再次抽滤成膜，所得复合膜在保护气氛下高温热处理，冷却得到柔性硅负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的柔性硅负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将硅纳米颗粒、碳纳米管、海藻酸钠、交联剂与溶剂混合，制成混合悬浮液备用；将氧化石墨烯分散在溶剂中，制成氧化石墨烯分散液备用；(b)将氧化石墨烯分散液抽滤成膜，接着利用混合悬浮液在氧化石墨烯膜表面再次抽滤成膜，所得复合膜在保护气氛下高温热处理，冷却得到柔性硅负极材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅纳米颗粒的粒径为0.5-5000nm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：混合悬浮液中硅纳米颗粒的浓度为0.1-500g/L，碳纳米管的浓度为0.01-100g/L，海藻酸钠的浓度为0.01-100g/L，交联剂与海藻酸钠的质量比为0.01-0.5:1。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(a)所述溶剂为水，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华波，刘玉兰，李亮，姚军龙，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42