硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池技术

一种硅复合负极材料，所述硅复合负极材料包括硅纳米颗粒、导电聚合物及还原氧化石墨烯，所述导电聚合物键合并包覆在硅纳米颗粒的表面，所述还原氧化石墨烯相互堆叠形成三维的导电网络骨架，表面包覆有导电聚合物的所述硅纳米颗粒键合并分散于所述导电网络骨架中。本发明专利技术还公开了一种硅复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：对硅纳米颗粒进行表面羟基化处理，得到羟基化的硅纳米颗粒；在所述羟基化的硅纳米颗粒的表面包覆导电聚合物；对氧化石墨烯进行部分还原，制备还原氧化石墨烯；将表面包覆有导电聚合物的所述硅纳米颗粒与所述还原氧化石墨烯混合反应，得到硅复合负极材料。

【技术实现步骤摘要】
硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池。
技术介绍
目前商业化的负极材料为石墨，它的优点包括循环性能稳定、循环圈数长、资源丰富，更重要的是成本低廉。尽管石墨负极有众多优点，但其理论比容量只有372mAh/g，除此之外，由于石墨的嵌锂电位与锂金属的沉积电位非常接近，导致电极表面容易形成锂枝晶，使锂离子电池失效甚至产生爆炸危险。与石墨类负极材料相比，在地壳中含量较高的硅材料的理论比容量是目前所研究的负极材料中最高的，完全嵌锂时可高达4200mAh/g。并且它具有较低的嵌/脱锂电位(～0.4Vvs.Li/Li+)，安全性能好，有望替代石墨类材料成为新一代负极材料。然而，以纯硅材料作为负极使用时，在充放电循环过程中，硅颗粒产生的体积变化高达300％～400％，电极内部产生极大应力，导致活性材料开裂和粉化、电极结构破坏而从集流体上脱落下来，使电极材料失去电接触及硅纳米颗粒与电解液之间的接触面不断变化，致使不稳定固体电解液膜(SEI)不断形成，库伦效率降低，从而导致硅负极的容量快速衰减，电化学循环稳定性变差，最终使得电极失效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅复合负极材料，其特征在于，所述硅复合负极材料包括硅纳米颗粒、导电聚合物及还原氧化石墨烯，所述导电聚合物键合并包覆在硅纳米颗粒的表面，所述还原氧化石墨烯相互堆叠形成三维的导电网络骨架，表面包覆有导电聚合物的所述硅纳米颗粒键合并分散于所述导电网络骨架中。

【技术特征摘要】
1.一种硅复合负极材料，其特征在于，所述硅复合负极材料包括硅纳米颗粒、导电聚合物及还原氧化石墨烯，所述导电聚合物键合并包覆在硅纳米颗粒的表面，所述还原氧化石墨烯相互堆叠形成三维的导电网络骨架，表面包覆有导电聚合物的所述硅纳米颗粒键合并分散于所述导电网络骨架中。2.根据权利要求1所述的硅复合负极材料，其特征在于，所述硅纳米颗粒与所述导电聚合物的质量比为1：1～5：1；所述硅纳米颗粒与所述导电聚合物的复合物与所述还原氧化石墨烯的质量比为2：1～4：1。3.根据权利要求1所述的硅复合负极材料，其特征在于，所述导电聚合物为PEDOT:PSS[聚(3,4-乙烯二氧噻吩单体)-聚苯乙烯磺酸盐]，所述还原氧化石墨烯由氧化石墨烯部分还原形成，所述还原氧化石墨烯具有未被还原的官能团。4.一种硅复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对硅纳米颗粒进行表面羟基化处理，得到羟基化的硅纳米颗粒；在所述羟基化的硅纳米颗粒的表面包覆导电聚合物；对氧化石墨烯进行部分还原，制备还原氧化石墨烯；将表面包覆有导电聚合物的所述硅纳米颗粒与所述还原氧化石墨烯混合反应，得到硅复合负极材料。5.根据权利要求4所述的硅复合负...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟，祁少伟，黄志佳，杨全红，康飞宇，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44