一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法技术

一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法包括如下步骤：步骤1：1）、将纳米硅粉溶解于极性溶剂并配成纳米硅液；2）、超声波分散；3)、加入多锚固基团聚醚类超分散剂；步骤2：将间苯二酚和甲醛混合制备碳气凝胶；步骤3：将碳气凝胶和纳米硅液加入去离子水中，磁力搅拌；加入聚乙烯吡咯烷酮；步骤4：转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，保温处理，冷却到室温，洗涤后，保温，烘干，即得到CA/纳米硅；步骤5：将CA/纳米硅复合材料溶于去离子水，搅拌，加入十二烷基硫酸钠、石墨烯，超声波震荡，磁力搅拌，得溶液D；步骤6：将溶液D离心分离，洗涤，真空干燥。本发明专利技术在便携式电子设备和电动汽车等领域具潜在应用前景。

Preparation of CA/nano-Si/graphene composite anode material for lithium ion batteries

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池负极材料领域，具体涉及一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法。CA即碳气凝胶（carbonaerogel）。
技术介绍
硅具有非常高的理论容量(高达4200mAh/g)，在充放电过程中有着巨大的体积效应，高达400％，体积变化造成硅材料的破碎、粉化导致脱嵌锂能力的丧失，使硅负极材料与导电网络脱离，内阻增加，导致可逆容量迅速衰减，锂电池循环性能大幅度下降，另外在充电与放电过程中的反复膨胀与收缩过程中会在其表面反复形成SEI膜，消耗电解液，造成容量的迅速衰减，而且在膨胀收缩过程中会破坏材料的导电网络，使其导电性迅速恶化，以至于容量迅速衰减到几乎为零。针对上述问题，研究者们积极探索提高硅负极材料循环性能的方法，涌现了许多解决方法，纳米化硅材料、多孔硅材料、硅金属复合材料、硅碳复合材料等。为了缓解硅材料的巨大体积效应带来的危害，研究者主要设计思想主要基于以下几类：1)硅材料纳米化是为了减小体积膨胀的程度；2)“铆钉效应”用外在的应力抑制住体积效应，由此衍生了硅表面的各种包覆；3)体积缓冲材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法， CA即碳气凝胶，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤1：1）、将市售的纳米硅粉溶解于极性溶剂并搅拌配成固含量为 21％～ 25％的纳米硅液，形成溶液A；2）、将溶液A进行超声波分散；3)、预分散后的溶液中加入多锚固基团聚醚类超分散剂，并搅拌均匀，形成溶液B；步骤2：将间苯二酚和甲醛按一定的摩尔比混合，用碳酸钠作催化剂，采用超临界干燥方法制备碳气凝胶；步骤3：将一定量步骤2所述的碳气凝胶和步骤1中的21％～ 25％的纳米硅液加入到去离子水中，磁力搅拌3‑6h；然后加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮，超声波震荡3‑5h，磁力搅拌1‑2h...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法，CA即碳气凝胶，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤1：1）、将市售的纳米硅粉溶解于极性溶剂并搅拌配成固含量为21％～25％的纳米硅液，形成溶液A；2）、将溶液A进行超声波分散；3)、预分散后的溶液中加入多锚固基团聚醚类超分散剂，并搅拌均匀，形成溶液B；步骤2：将间苯二酚和甲醛按一定的摩尔比混合，用碳酸钠作催化剂，采用超临界干燥方法制备碳气凝胶；步骤3：将一定量步骤2所述的碳气凝胶和步骤1中的21％～25％的纳米硅液加入到去离子水中，磁力搅拌3-6h；然后加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮，超声波震荡3-5h，磁力搅拌1-2h，得溶液C；步骤4：将步骤3所述溶液C转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入一定量的去离子水，然后进行保温处理，保温温度为160-200°C，保温10-15h，随后冷却到室温，再用去离子水多次洗涤后，放入75-90℃真空干燥箱中保温10-12h，烘干收藏，即得到CA/纳米硅；步骤5：将步骤4得到的CA/纳米硅复合材料溶于去离子水，搅拌均匀，加入十二烷基硫酸钠，加入石墨烯，超声波震荡3-5h，磁力搅拌2-2h，得溶液D；步骤6：将步骤5得到的溶液D离心分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，真空干燥，即得到CA/纳米硅/石墨烯复合负极材料。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池CA/纳米Si/石墨烯复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，市售的纳米硅粉的尺寸为50-100纳米。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗大为，赵海雷，吴杰达，倪永基，张宸濠，肖荔鹏，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44