高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料及其制备方法和所得产品技术

本发明专利技术提出一种高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料及其制备方法和所得产品，属于石墨烯材料技术领域，能够解决负极材料粉化、从集流体上脱落、固态电解质界面膜不断破坏形成、电解液中锂离子不断消耗等技术问题。该高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备方法包括二氧化硅改性石墨烯复合材料的制备、Si@石墨烯复合前驱体的制备以及高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备等步骤。本发明专利技术能够应用于锂离子电池用的硅碳石墨烯复合材料的制备中。

【技术实现步骤摘要】
高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料及其制备方法和所得产品
本专利技术属于石墨烯材料
，尤其涉及一种高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料及其制备方法和所得产品。
技术介绍
锂离子具有容量大、工作电压、高重量轻等显著优点，目前被广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车中。目前商用锂离子电池负极材料使用的是石墨类碳材料，但单纯依靠石墨材料已经无法获得容量突破。人们在长期的研究中发现，硅材料的理论容量可达4200mAh/g，远高于石墨，是下一代新型负极材料的主要选择之一。为了解决硅材料面临的重大问题，研究者进行了大量的研究，其中硅碳复合负极材料研究广泛，是极具前景的研究方向之一。CN102983313B公开了一种硅碳复合材料的制备方法，该方法通过将二氧化硅、导电性碳材料和金属混料，然后对复合粉体进行还原，并通过酸洗得到复合材料。类似专利则通过将硅的氧化物与导电碳材料(如石墨烯)和还原性金属粉体进行混合后通过加热还原，再进行酸洗得到复合材料。在上述方法中，由于硅的导电性差，且在充放电过程中伴随着巨大的体积变化，因此极易导致负极材料粉化、从集流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n二氧化硅改性石墨烯复合材料的制备：/n将氧化石墨烯分散液、模板剂和pH调节剂于搅拌下混合均匀，得到混合溶液A；/n向所述混合溶液A中滴加硅源，于搅拌下继续混合，得到混合溶液B；/n向所述混合溶液B中于搅拌下加入还原剂，还原反应后得到二氧化硅改性石墨烯复合材料；/nSi@石墨烯复合前驱体的制备：/n将上述所得复合材料与还原性镁粉进行混合；/n混合后对反应体系进行高温还原处理，将二氧化硅还原为硅；/n进行酸洗除去杂质后，得到Si@石墨烯复合前驱体；/n高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备：/n将Si@石墨烯复合前驱体与有机...

【技术特征摘要】
1.高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
二氧化硅改性石墨烯复合材料的制备：
将氧化石墨烯分散液、模板剂和pH调节剂于搅拌下混合均匀，得到混合溶液A；
向所述混合溶液A中滴加硅源，于搅拌下继续混合，得到混合溶液B；
向所述混合溶液B中于搅拌下加入还原剂，还原反应后得到二氧化硅改性石墨烯复合材料；
Si@石墨烯复合前驱体的制备：
将上述所得复合材料与还原性镁粉进行混合；
混合后对反应体系进行高温还原处理，将二氧化硅还原为硅；
进行酸洗除去杂质后，得到Si@石墨烯复合前驱体；
高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料的制备：
将Si@石墨烯复合前驱体与有机碳源和石墨混合后进行高温处理，破碎筛分后，得到高稳定性硅碳石墨烯复合负极材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.03％-0.9％；所述模板剂与氧化石墨烯的质量比为(1-15)：1。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，二氧化硅改性石墨烯复合材料的制备步骤中，所使用的模板剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基溴化吡啶、P123和Brij700中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、浓氨水、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在忠，刘磊，马俊青，苗力孝，
申请(专利权)人：山东海科创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37