一种多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料及其制备方法与流程

文档序号:12480128阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料,包括泡沫镍、以及在泡沫镍上依次交替设置的石墨烯层和硅层,且最顶层为石墨烯层;其中,硅层数量为n、1≤n≤20,石墨烯层数量为n+1。

2.按权利要求1所述多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1、将泡沫镍压成圆片,并清洗备用;

步骤2、将氧化石墨烯粉末加入无水乙醇中,超声分散30-60min,配制得1~5M的氧化石墨烯溶液;

步骤3、清洗纳米硅,然后将纳米硅加入到体积比为无水乙醇:乙二醇=9:1的混合溶液中,配制浓度为1~5M硅分散溶液;

步骤4、将泡沫镍浸润到氧化石墨烯溶液中,取出并在60~90℃惰性气氛中干燥10~15min;

步骤5、将步骤4处理后泡沫镍浸润到硅分散溶液中,取出并在60~90℃惰性气氛中干燥5~10min;

步骤6、重复步骤4至步骤5,制备得硅层数量为n、1≤n≤20的硅/石墨烯复合锂电池负极材料;

步骤7、采用压片机将步骤6制备得硅/石墨烯复合锂电池负极材料以8~10Mpa压成薄片;

步骤8、将薄片放入真空管式炉中,在550~650℃惰性气氛下还原氧化石墨烯,得到泡沫镍集电极多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料。

3.按权利要求2所述多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中泡沫镍的清洗过程为:配制4-6M的盐酸溶液,将压成圆片的泡沫镍加入盐酸溶液中,超声清洗10~20min,然后用无水乙醇清洗。

4.按权利要求2所述多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中纳米硅的清洗过程为:将HF滴入体积比无水乙醇:去离子水=1:1的混合溶液中,配制4~6M HF溶液;然后将纳米硅加入到HF溶液中,超声清洗10-20min后离心或抽滤。

5.按权利要求2所述多层硅/石墨烯复合锂电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤8中真空管式炉的热处理过程为:升温速度为5℃/min,升温至550~650℃,保温2h。

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