[发明专利]一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

第一缓冲层的构架：

1)、将硅粉分散液和导电聚合物两者混合，超声分散搅拌均匀；

2)、酸化处理步骤1)溶液；

3)、随后将过硫酸铵溶解在水里，逐滴加入到反应体系里面；

4)、冰浴条件下，搅拌反应；

5)、反应完成后，将所得液体离心，洗涤至中性，真空干燥后研磨，获得第一缓冲层架构的原料；

第二缓冲层的链接：

6)、将步骤5)获得第一缓冲层架构的原料分散在水里，超声形成均匀的分散液；

7)、将石墨烯研磨后分散在水里，超声形成石墨烯溶液；

8)、将步骤6)的分散液和步骤7)的石墨烯溶液两者混在一起，强力搅拌后离心并真空干燥得到双缓冲层硅石墨烯基复合材料；

9)、将得到双缓冲层硅石墨烯基复合材料与乙炔黑、粘结剂混合，涂在铜箔上，辊压，裁片，得到锂离子电池负极。

2.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述硅粉分散液通过以下步骤制备：

1.1)将硅粉原料浸泡在氢氟酸中，去除表面的氧化物膜；

1.2)然后将硅粉原料溶在水里面超声处理；

1.3)然后加入多羟基液体，强力搅拌均匀获得硅粉分散液。

3.根据权利要求2所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1.1)中氢氟酸浓度为2mol/L；步骤1.2)中的硅粉浓度为1mg/mL；步骤1.3)中的多羟基液体的浓度为2-5mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中硅粉分散液中的硅粉与导电聚合物的质量比为1:2-4。

5.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中采用浓盐酸进行酸化处理，使溶液pH＝1；步骤3)中过硫酸铵的加入量与硅粉分散液中硅粉的质量比为1.2～1.8:1。

6.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤6)中分散液浓度为1mg/ml；步骤7)中石墨烯溶液的浓度为1mg/ml；步骤6)中第一缓冲层架构的原料与步骤7)中石墨烯的质量比为4:1～2。

7.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，锂离子电池负极中双缓冲层硅石墨烯基复合材料的质量面密度为20-25mg/cm²。

8.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，硅石墨烯基复合材料与乙炔黑、粘结剂的质量比为(50-70):(30-20):(20-10)。

9.根据权利要求1所述的一种具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，硅粉的尺寸为30nm-200um；原材料的预处理；多羟基液体为植酸；双缓冲层三维复合结构的结构设计中双缓冲层为导电聚合物与石墨烯双缓冲层，此缓冲层的厚度为0.02-0.05um；导电聚合物为苯胺单体；硅石墨烯基复合材料的尺寸在100-300nm；所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、PVDF、海藻酸钠中的一种。

10.权利要求1至9中任一项所述的制备方法所制备的具有双缓冲层三维复合结构硅石墨烯基锂离子电池负极材料。