[发明专利]B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：所述负极材料由B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米颗粒而成；所述B、N共掺杂石墨烯与硅纳米颗粒的质量比为1.0～2.0:1；所述B、N共掺杂石墨烯中B、N的掺杂量分别为2～7.37%，3～8%；所述硅纳米颗粒的平均粒径为5～100 nm；

所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯粉末加入水中，超声分散，得氧化石墨烯水分散液；所述氧化石墨烯水分散液的浓度为0.6～2.0mg/mL；

（2）在步骤（1）所得氧化石墨烯水分散液中，先加入硅纳米颗粒和氮源，一次超声分散，再加入硼源，二次超声分散后，冷冻干燥，得含B、N的氧化石墨烯包覆硅纳米复合材料；所述硅纳米颗粒、硼源、氮源与氧化石墨烯的质量比为0.5～1.0:1～25:1～20:1；所述硼源在氧化石墨烯水分散液中的浓度为1.0～15.0mg/mL；

（3）在惰性气氛中，将步骤（2）所得含B、N的氧化石墨烯包覆硅纳米复合材料进行热处理，水洗，干燥，得B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料。

2.根据权利要求1所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（1）中，所述超声分散的温度为20～35℃，频率为30～50kHz，时间为1～3h。

3.根据权利要求1或2所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述氮源在氧化石墨烯水分散液中的浓度为0.5～15.0mg/mL；所述硼源为硼酸、氧化硼或单质硼中的一种或几种；所述氮源为尿素、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述一次超声分散的温度为20～35℃，频率为30～50kHz，时间为5～15min；所述二次超声分散的温度为20～35℃，频率为30～50kHz，时间为40～80min。

5.根据权利要求3所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述一次超声分散的温度为20～35℃，频率为30～50kHz，时间为5～15min；所述二次超声分散的温度为20～35℃，频率为30～50kHz，时间为40～80min。

6.根据权利要求1或2所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为12～72h。

7.根据权利要求3所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为12～72h。

8.根据权利要求4所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为12～72h。

9.根据权利要求1或2所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述热处理的温度为400～950℃，时间为0.5～5.0h；所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种或者几种。

10.根据权利要求3所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述热处理的温度为400～950℃，时间为0.5～5.0h；所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种或者几种。

11.根据权利要求4所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述热处理的温度为400～950℃，时间为0.5～5.0h；所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种或者几种。

12.根据权利要求6所述B、N共掺杂石墨烯包覆硅纳米负极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述热处理的温度为400～950℃，时间为0.5～5.0h；所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种或者几种。