本发明涉及电池领域，具体是一种锂离子电池复合负极材料。
背景技术：
近年来，消费类电子产品越来越趋于个性化和多功能化，消费者对电池的使用寿命、能量密度以及安全性更加地关注。因此，一些循环寿命长且能量密度高的负极材料被广泛地研究。锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
传统的锂离子电池负极材料是以铜箔作为集流体，铜箔不仅不能给电极片提供容量，还占电极片大部分重量，铜箔质量是活性物质的几倍甚至更高，使用铜箔为集流体使电池的能量密度降低。另外，铜箔比较致密，内部无孔洞结构，对于充放电过程中体积效应大的电极材料，铜箔集流体不能有效缓解活性物质在循环过程中的体积效应，造成活性物质在循环过程粉化易于与铜箔集流体脱离。由于硅具有最高的理论比容量(4200mAh/g)和较低的脱锂电位(小于0.5V)，近年来成为最有潜力的锂离子电池负极材料之一。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂离子电池复合负极材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂离子电池复合负极材料，包括以下重量份的原料：石墨烯22-36份、纳米硅粉12-18份、丁戊醇30-40份、聚丙烯弹性体5-8份、草酸5-10份、丝瓜6-8份、羧甲基纤维素钠3-5份、高锰酸钾4-8份、碳酸氢钠1.5-3.4份和乙二胺2-3份。
作为本发明进一步的方案：石墨烯采用三层石墨烯、多层石墨烯和氧化石墨烯中的至少一种。
作为本发明进一步的方案：聚丙烯弹性体的平均分子量为32500-36800。
所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丝瓜切片放入砂锅中并且加入其重量6-10倍的水浸泡30-60分钟，然后加热至沸腾，小火慢熬1.5-3小时，加入羧甲基纤维素钠继续熬制15-25分钟后，过滤得到丝瓜滤液；
步骤二，将纳米硅粉加入丁戊醇中并且超声波分散20-35分钟，得到纳米硅粉分散液；
步骤三，将石墨烯、聚丙烯弹性体、高锰酸钾、碳酸氢钠和乙二胺混合并且干法球磨至20-40目，得到第一混合物，然后向第一混合物中加入草酸和去离子水并且继续混合搅拌，然后蒸发干燥，即可得到第二混合物；
步骤四，将第二混合物、丝瓜滤液和纳米硅粉分散液充分搅拌均匀，得到第三混合物，然后将第三混合物在氮气气氛下按2.5-4摄氏度/分钟的速度升温至320-400摄氏度并且保温1-1.5小时，然后以6-8摄氏度/分钟的速度升温至650-820摄氏度并且保温5-8小时，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤四中氮气气氛升温前需要对第三混合物在3.2-4.8Mpa下进行热等静压处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备方法简单，通过各种原料之间的相互作用，制备的成品在首次库伦效率、放电容量和容量保持率上均有上佳表现，具有产业化的广泛利用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种锂离子电池复合负极材料，包括以下重量份的原料：石墨烯22份、纳米硅粉12份、丁戊醇30份、聚丙烯弹性体5份、草酸5份、丝瓜6份、羧甲基纤维素钠3份、高锰酸钾4份、碳酸氢钠1.5份和乙二胺2份。石墨烯采用三层石墨烯和多层石墨烯的混合物。
所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丝瓜切片放入砂锅中并且加入其重量7倍的水浸泡45分钟，然后加热至沸腾，小火慢熬2小时，加入羧甲基纤维素钠继续熬制22分钟后，过滤得到丝瓜滤液；
步骤二，将纳米硅粉加入丁戊醇中并且超声波分散26分钟，得到纳米硅粉分散液；
步骤三，将石墨烯、聚丙烯弹性体、高锰酸钾、碳酸氢钠和乙二胺混合并且干法球磨至30目，得到第一混合物，然后向第一混合物中加入草酸和去离子水并且继续混合搅拌，然后蒸发干燥，即可得到第二混合物；
步骤四，将第二混合物、丝瓜滤液和纳米硅粉分散液充分搅拌均匀，得到第三混合物，然后将第三混合物在氮气气氛下按2.5摄氏度/分钟的速度升温至360摄氏度并且保温1小时，然后以7摄氏度/分钟的速度升温至676摄氏度并且保温6小时，即可得到成品。
实施例2
一种锂离子电池复合负极材料，包括以下重量份的原料：石墨烯27份、纳米硅粉14份、丁戊醇33份、聚丙烯弹性体6份、草酸7.5份、丝瓜6.6份、羧甲基纤维素钠3.6份、高锰酸钾5.2份、碳酸氢钠2.1份和乙二胺2.4份。聚丙烯弹性体的平均分子量为32500-36800。
所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丝瓜切片放入砂锅中并且加入其重量9倍的水浸泡50分钟，然后加热至沸腾，小火慢熬2小时，加入羧甲基纤维素钠继续熬制21分钟后，过滤得到丝瓜滤液；
步骤二，将纳米硅粉加入丁戊醇中并且超声波分散30分钟，得到纳米硅粉分散液；
步骤三，将石墨烯、聚丙烯弹性体、高锰酸钾、碳酸氢钠和乙二胺混合并且干法球磨至20目，得到第一混合物，然后向第一混合物中加入草酸和去离子水并且继续混合搅拌，然后蒸发干燥，即可得到第二混合物；
步骤四，将第二混合物、丝瓜滤液和纳米硅粉分散液充分搅拌均匀，得到第三混合物，然后将第三混合物在氮气气氛下按4摄氏度/分钟的速度升温至380摄氏度并且保温1.5小时，然后以8摄氏度/分钟的速度升温至750摄氏度并且保温8小时，即可得到成品。
实施例3
一种锂离子电池复合负极材料，包括以下重量份的原料：石墨烯32份、纳米硅粉16份、丁戊醇37份、聚丙烯弹性体7份、草酸8份、丝瓜7.5份、羧甲基纤维素钠4.4份、高锰酸钾7份、碳酸氢钠2.8份和乙二胺2.6份。石墨烯采用多层石墨烯。
所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丝瓜切片放入砂锅中并且加入其重量8倍的水浸泡46分钟，然后加热至沸腾，小火慢熬2.5小时，加入羧甲基纤维素钠继续熬制23分钟后，过滤得到丝瓜滤液；
步骤二，将纳米硅粉加入丁戊醇中并且超声波分散34分钟，得到纳米硅粉分散液；
步骤三，将石墨烯、聚丙烯弹性体、高锰酸钾、碳酸氢钠和乙二胺混合并且干法球磨至40目，得到第一混合物，然后向第一混合物中加入草酸和去离子水并且继续混合搅拌，然后蒸发干燥，即可得到第二混合物；
步骤四，将第二混合物、丝瓜滤液和纳米硅粉分散液充分搅拌均匀，得到第三混合物，将第三混合物在4.5Mpa下进行热等静压处理，然后将第三混合物在氮气气氛下按3摄氏度/分钟的速度升温至375摄氏度并且保温1小时，然后以8摄氏度/分钟的速度升温至780摄氏度并且保温7小时，即可得到成品。
实施例4
一种锂离子电池复合负极材料，包括以下重量份的原料：石墨烯36份、纳米硅粉18份、丁戊醇40份、聚丙烯弹性体8份、草酸10份、丝瓜8份、羧甲基纤维素钠5份、高锰酸钾8份、碳酸氢钠3.4份和乙二胺3份。石墨烯采用三层石墨烯、多层石墨烯和氧化石墨烯的混合物。聚丙烯弹性体的平均分子量为32500-36800。
所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丝瓜切片放入砂锅中并且加入其重量10倍的水浸泡50分钟，然后加热至沸腾，小火慢熬3小时，加入羧甲基纤维素钠继续熬制20分钟后，过滤得到丝瓜滤液；
步骤二，将纳米硅粉加入丁戊醇中并且超声波分散32分钟，得到纳米硅粉分散液；
步骤三，将石墨烯、聚丙烯弹性体、高锰酸钾、碳酸氢钠和乙二胺混合并且干法球磨至40目，得到第一混合物，然后向第一混合物中加入草酸和去离子水并且继续混合搅拌，然后蒸发干燥，即可得到第二混合物；
步骤四，将第二混合物、丝瓜滤液和纳米硅粉分散液充分搅拌均匀，得到第三混合物，将第三混合物在4.2Mpa下进行热等静压处理，然后将第三混合物在氮气气氛下按3摄氏度/分钟的速度升温至350摄氏度并且保温1.5小时，然后以8摄氏度/分钟的速度升温至810摄氏度并且保温6小时，即可得到成品。
对比例1
除不含有丝瓜，其余原料和制备方法均与实施例2相同。
对实施例1-4的产品和对比例1的产品进行性能测试，测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出实施例1-4的产品比实施例1的产品在电化学性能上优异，本发明制备的产品在首次库伦效率和容量保持率上均有上佳表现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。