一种硅-石墨烯负极材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及新能源储能材料技术领域，尤其涉及一种硅‑石墨烯负极材料、其制备方法及应用。所述硅‑石墨烯负极材料包括：石墨烯复合材料，以及复合在所述石墨烯复合材料表面的聚丙烯酸锂粘结剂涂层；所述石墨烯复合材料包括：石墨烯，以及均匀分散在所述石墨烯表面上的硅碳复合材料；所述硅碳复合材料包括：硅纳米粒子，以及包裹在所述硅纳米粒子表面的非晶碳纳米笼；所述非晶碳纳米笼上具有选择性纳米通道。本发明专利技术提供的硅‑石墨烯负极材料具有高比容量、长循环寿命；将所述复合负极材料用于锂离子电池时，首次循环效率高、循环稳定性好、副反应程度低、能量密度高，且可低成本大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源储能材料，尤其涉及一种硅-石墨烯负极材料、其制备方法及应用。

技术介绍

1、随着新能源汽车在全球市场的快速渗透，人们对高续航的新能源汽车的需求比以往任何时候都更加迫切，使高能量密度电池的研发成为当务之急。提高锂电池能量密度涉及问题较多，就负极材料而言，目前已经广泛商业化使用的石墨实际容量已经逼近其理论容量，因此，必须要开发新型高容量负极材料以进一步提高电池的能量密度。硅基材料因理论容量(3670mah/g)比传统石墨高10倍，自然资源丰富，具备大规模生产的潜力等众多优点，被看做是锂离子电池最有希望取代石墨的负极材料之一。

2、然而，硅基负极材料的大规模应用仍面临着几个重大挑战，其中包括：1)硅和电解质(碳酸乙烯、碳酸二乙酯和碳酸氟乙烯)之间的副反应会耗尽溶剂，从而使电池失效；2)充放电过程中的体积膨胀(300％)，降低了循环稳定性；3)固体电解质界面膜(sei)的反复破裂和生成导致了循环之后硅颗粒外层的sei膜越来越厚，最终阻隔了锂离子的嵌入，导致了较低首次库仑效率。因此，为了充分探索硅基锂离子电池的潜力，亟需解决上述问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅-石墨烯负极材料，包括：石墨烯复合材料，以及复合在所述石墨烯复合材料表面的聚丙烯酸锂粘结剂涂层；

2.根据权利要求1所述的硅-石墨烯负极材料，其特征在于，所述所述硅纳米粒子的直径为1～5000nm；所述非晶碳纳米笼的厚度为8～10nm。

3.根据权利要求1所述的硅-石墨烯负极材料，其特征在于，所述纳米通道的直径为1～5nm。

4.一种硅-石墨烯负极材料的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅粉的粒径为1nm～5μm；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤...

【技术特征摘要】

1.一种硅-石墨烯负极材料，包括：石墨烯复合材料，以及复合在所述石墨烯复合材料表面的聚丙烯酸锂粘结剂涂层；

2.根据权利要求1所述的硅-石墨烯负极材料，其特征在于，所述所述硅纳米粒子的直径为1～5000nm；所述非晶碳纳米笼的厚度为8～10nm。

3.根据权利要求1所述的硅-石墨烯负极材料，其特征在于，所述纳米通道的直径为1～5nm。

4.一种硅-石墨烯负极材料的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述硅粉的粒径为1nm～5μm；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合溶液中，硅粉的质量含量为40％～60％，锌盐的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕新，邓金海，毛博阳，欧阳一鸣，
申请(专利权)人：立纳安新能源科技重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：