一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料及其制备方法，所述方法先将铌、锡掺杂石墨烯利用7‑辛烯基三氯硅烷进行改性处理，得到硅烷化石墨烯，再将硅烷化石墨烯与4‑溴‑2‑(2‑硝基‑1‑丙烯基)噻吩反应，得到改性石墨烯；最后以改性石墨烯与2‑乙烯基噻吩为原料，聚合反应即得一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料，首次库伦效率高，比容量高，循环性能佳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济发展和社会进步，煤炭、石油和天然气等传统能源，一方面存量无法满足人类社会发展的需求，另一方面带来了严重的环境污染，因此，开发利用新能源已经成为当前的最迫切需求。锂离子电池由于具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应等优点，已在便携式电子设备、电动汽车、航空航天等领域中广泛应用。锂离子电池属于二次充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动工作，在充放电过程中，锂离子在正极和负极之间往返嵌入和脱嵌。锂离子电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、无污染、工作温度范围宽、快速充电、自放电率低和安全可靠等优点，已经成为现代通讯和便携式电子产品等的理想化学电源。电极材料是影响钠离子电池电化学性能的关键因素。目前商业化的锂离子电池普遍采用石墨材料作为负极，它的理论比容量仅为372mAh/g，且在快速充放电过程中存在石墨层剥落现象，导致明显的容量衰减。而且，在快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)先将铌、锡掺杂石墨烯利用7-辛烯基三氯硅烷进行改性处理，得到硅烷化石墨烯；/n(2)再将硅烷化石墨烯与4-溴-2-(2-硝基-1-丙烯基)噻吩反应，得到改性石墨烯；/n(3)最后以改性石墨烯与2-乙烯基噻吩为原料，聚合反应即得一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料；/n其中，所述铌、锡掺杂石墨烯是以五氯化铌、四氯化锡和液态聚丙烯腈按照质量比0.01～0.02：0.03～0.05：1为原料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)先将铌、锡掺杂石墨烯利用7-辛烯基三氯硅烷进行改性处理，得到硅烷化石墨烯；
(2)再将硅烷化石墨烯与4-溴-2-(2-硝基-1-丙烯基)噻吩反应，得到改性石墨烯；
(3)最后以改性石墨烯与2-乙烯基噻吩为原料，聚合反应即得一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料；
其中，所述铌、锡掺杂石墨烯是以五氯化铌、四氯化锡和液态聚丙烯腈按照质量比0.01～0.02：0.03～0.05：1为原料制成。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铌、锡掺杂石墨烯的制备方法如下：先将五氯化铌、四氯化锡加入质量浓度36～38％盐酸溶液中，超声波振荡均匀，然后加入质量浓度30～40％乙醇水溶液，搅拌混匀，接着加入热处理的液态聚丙烯腈，搅拌加热至250～270℃，保温搅拌5～7小时，最后在惰性气氛下，1000～1100℃煅烧6～9小时，即得铌、锡掺杂石墨烯。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，盐酸溶液、乙醇水溶液的用量分别为液态聚丙烯腈重量的0.1～0.15倍、0.2～0.3倍。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的液态聚丙烯腈是通过以下方法制备得到的：将液态聚丙烯腈在220～230℃条件下搅拌12～14小时，使之部分环化，然后加热至270～280℃，搅拌5～6小时，使之热氧化。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤(1)的具体方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王和森，
申请(专利权)人：南京彼洲生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32