[发明专利]锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法，将碳纳米管、二氧化硅、十六烷基三甲基溴化铵处理得混合液A，将氧化石墨烯、二水合氯化亚锡和盐酸处理得混合液B，将混合液A加入混合液B中机械搅拌均匀，然后置于微波炉中微波辐照，过滤、洗涤，真空干燥得到锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料。本发明的锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料相容性好，导电性好、容量大、能量密度高、循环性能好，制备工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于锂电子电池电极材料领域，具体涉及一种锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法。

背景技术

锂电子电池具有重量轻、体积小、自放电小、能量密度高、输出功率大、循环性能优越的特点，广泛应用于多种领域。石墨烯具有单层二维片状结构，比表面积较大，具有出色的导电性、导热性、低电阻率等，非常适合作为负极材料，现有技术许多锂离子电池的负极片中都已经有应用。用石墨烯或者其与其他负极材料的复合材料作为负极，能够显著降低电池内阻，提高电池循环性能。

硅、硅基合金及硅氧化物等具有较高的理论比容量和较好的安全性，是锂离子电池负极材料的理想替代材料。其中二氧化硅具有制备简便、成本低和环境友好等优点，因此成为硅基负极材料的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将碳纳米管和二氧化硅加入球磨机中，然后加入无水乙醇，球磨5-7h，烘干得混合粉末；

2)将十六烷基三甲基溴化铵加入混合溶剂中搅拌溶解，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为1-2wt％，然后加入步骤1)中的混合粉末，十六烷基三甲基溴化铵与二氧化硅的质量比为1-4:5-8，机械搅拌4-6h后超声处理1h得混合液A；

3)将氧化石墨烯加入去离子水中超声分散均匀，配制成浓度为3-8wt％的氧化石墨烯分散液，加入二水合氯化亚锡和盐酸，磁力搅拌1h，得混合液B；

4)将混合液A加入混合液B中机械搅拌1-3h，然后置于微波炉中900W功率下微波辐照5-10min，过滤、洗涤，60-80℃真空干燥6-10h，得到锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料。

具体地，所述步骤1)中碳纳米管、二氧化硅、无水乙醇的质量比为1-2:5-8:15-25。

具体地，所述步骤2)中混合溶剂由去离子水和无水乙醇组成，去离子水和无水乙醇的体积比为40-50:5-11。

具体地，所述步骤3)中氧化石墨烯、二水合氯化亚锡、盐酸的质量比为10-15:10-20:17-25。

具体地，所述步骤4)中氧化石墨烯与二氧化硅的质量比为5-11:2-4。

本发明具有以下有益效果：本发明的锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料相容性好，导电性好、容量大、能量密度高、循环性能好，制备工艺简单，成本低廉。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

锂电子电池负极用二氧化硅/石墨烯纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将碳纳米管和二氧化硅加入球磨机中，然后加入无水乙醇，碳纳米管、二氧化硅、无水乙醇的质量比为1:7:20，球磨6h，烘干得混合粉末；