[发明专利]一种锂离子电池负极材料及制备和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于：

以多孔石墨烯作为导电骨架，Nafion包覆的硅纳米粒子附着于导电骨架上。

2.按照权利要求1所述负极材料，其特征在于：

硅纳米粒子粒径为30-100nm，Nafion包覆层与硅纳米粒子的质量比为1:5-3:5。

3.按照权利要求1或2所述负极材料，其特征在于：Nafion包覆的硅纳米粒子与导电骨架的质量比为7:1-9:1。

4.一种权利要求1-3任一所述负极材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)Nafion包覆硅纳米粒子的制备：

将硅纳米粒子分散于Nafion的异丙醇溶液中，干燥后研磨即得产物；

2)多孔石墨烯的制备：

先用Hummer法合成氧化石墨，于水中加入所述氧化石墨得氧化石墨分散液，氧化石墨分散液的浓度为0.5-1.5mg/mL，超声剥离，然后冷冻干燥得到多孔氧化石墨；在900-1100℃下H₂气氛中还原，得到多孔石墨烯；

3)多孔石墨烯支撑的Nafion包覆纳米硅的制备：

将步骤1)制得的Nafion包覆纳米硅与步骤2)制备的多孔石墨烯高速球磨，得到最终产物。

5.如权利要求4所述负极材料制备方法，其特征在于：步骤1)所述硅纳米粒子粒径为30-100nm；所述Nafion的异丙醇溶液中Nafion质量与硅纳米粒子的质量比为1:5-3:5。

6.如权利要求4所述负极材料制备方法，其特征在于：步骤1)所述Nafion的异丙醇溶液的质量浓度3％-10％。

7.如权利要求4所述负极材料制备方法，其特征在于：步骤2)所述超声剥离的时间为1-3h；所述H₂气氛中的还原时间为1-2h。

8.如权利要求4所述负极材料制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥条件为-50℃--55℃、600-200Pa，冷冻干燥的时间为1-4天。

9.如权利要求4所述负极材料制备方法，其特征在于：步骤3)所述Nafion包覆纳米硅与多孔石墨烯的质量比为7:1-9:1；所述高速球磨的速度为400-600rpm，时间为8-12h。

10.一种权利要求1-3任一所述负极材料在锂离子电池负极中的应用。