【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料，尤其涉及一种改性氧化石墨烯基硅碳负极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子动力电池是一种高性能、轻量级的可充电电池技术，因其高能量密度、长寿命和较低的自放电率成为目前最具发展潜力的电能存储装置，尤其是在新能源电动汽车产业高速发展的背景下，锂离子电池将拥有巨大的消费市场。在锂离子电池中负极材料是一个重要的组成部分，负极材料能够在充放电过程中，起到存储和释放锂离子的作用。
2、目前锂离子电池主流的负极材料通常使用硅碳材料，相较于传统的石墨负极材料而言，硅碳材料具有一些优点，然而硅碳材料在使用时，由于硅在嵌入和脱出锂离子得过程中会发生显著的体积膨胀，导致材料的体积变化，同时硅颗粒的膨胀和收缩过程可能会导致电极团聚、裂纹形成以及活性材料的失效，会导致电池容量的衰减，再有，由于硅的体积变化和团聚效应，硅碳负极材料往往具有较差的循环稳定性，长期的充放电循环会导致负极材料损耗和结构破坏。因此亟需提供一种方案改善上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改性氧化石墨烯基硅碳负极材料及其制备方法与应用，能够提高锂离子电池的倍率性能和循环稳定性。
2、第一方面，本专利技术提供的一种改性氧化石墨烯基硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：
3、在含氮、硅的气源下，对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体；
4、将氧化石墨烯复合体与溶解有锂盐的改性溶液搅拌分散后分离干燥制得前驱体，在非氧化气氛、500-70
5、将改性氧化石墨烯与导电剂、粘接剂混合后涂布干燥制得硅碳负极材料。
6、本专利技术提供的制备方法，对氧化石墨烯进行硅、氮气相沉积后，氮元素不但能够掺入硅中，还能够直接掺入氧化石墨烯，不仅能够提高硅碳负极材料的能量密度，还能够提高负极材料的整体导电性，并且将锂盐与氧化石墨烯复合体混合后，反应生成的硅酸盐能够作为人工固体电解质界面(sei)膜，从而减少在循环过程中由于sei膜产生导致的锂离子消耗，并且还能够改善氧化石墨烯复合体的界面润湿性，提高活性物质与电解液的接触及锂离子传输效率，从而达到提高锂离子电池的倍率性能和循环稳定性的效果。
7、可选地，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，所述含氮、硅的气源中包括硅烷和氨气。
8、可选地，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，包括：在500℃、硅烷流速1slm、氨气流速1slm下，对所述氧化石墨烯进行气相沉积，且所述硅烷通气时间为30min，所述氨气通气时间为10min。
9、可选地，将改性氧化石墨烯与导电剂、粘接剂混合时，所述改性氧化石墨烯的质量分数为75-85％。
10、可选地，将氧化石墨烯复合体与溶解有锂盐的改性溶液搅拌分散时，所述改性溶液中锂离子与所述氧化石墨烯复合体的质量比为0.3∶1。
11、可选地，将氧化石墨烯复合体与溶解有锂盐的改性溶液搅拌分散时，所述改性溶液中溶解的锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂中的至少一种。
12、可选地，在非氧化气氛、500-700℃下对前驱体保温的过程中，包括：在非氧化气氛下，以1-5℃/min速率将前驱体升温至500-700℃后保温1-5h。
13、第二方面，本专利技术还提供了上述任一可选制备方法所制备的改性氧化石墨烯基硅碳负极材料。
14、第三方面，本专利技术还提供了上述任一可选制备方法所制备的改性氧化石墨烯基硅碳负极材料在锂离子电池中的应用。
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1.一种改性氧化石墨烯基硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，所述含氮、硅的气源中包括硅烷和氨气。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，包括：在500-600℃、硅烷流速1slm、氨气流速1slm下，对所述氧化石墨烯进行气相沉积，且所述硅烷通气时间为30min，所述氨气通气时间为10min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将改性氧化石墨烯与导电剂、粘接剂混合时，所述改性氧化石墨烯的质量分数为75-85％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将氧化石墨烯复合体与溶解有锂盐的改性溶液搅拌分散时，所述改性溶液中锂离子与所述氧化石墨烯复合体的质量比为0.3∶1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将氧化石墨烯复合体与溶解有锂盐的改性溶液搅拌分散时，所述改性溶液中溶解的锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在非氧化气氛、500-700℃下对前驱体保温的过程中，包括：在非氧化气氛下，以1-5℃/min速率将前驱体升温至500-700℃后保温1-5h。
8.一种如权利要求1至7任一项所述制备方法所制备的改性氧化石墨烯基硅碳负极材料。
9.一种如权利要求1至7任一项所述制备方法所制备的改性氧化石墨烯基硅碳负极材料在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性氧化石墨烯基硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，所述含氮、硅的气源中包括硅烷和氨气。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在含氮、硅的气源下对氧化石墨烯进行气相沉积制得氧化石墨烯复合体时，包括：在500-600℃、硅烷流速1slm、氨气流速1slm下，对所述氧化石墨烯进行气相沉积，且所述硅烷通气时间为30min，所述氨气通气时间为10min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将改性氧化石墨烯与导电剂、粘接剂混合时，所述改性氧化石墨烯的质量分数为75-85％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳之浩，涂传斌，金晨鑫，徐国军，周浪，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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