[发明专利]一种石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：称取质量比为3：（1~3）：4的氧化石墨烯、纳米硅粒子和羧基化碳纳米管待用；将氧化石墨烯和水进行混合，搅拌、超声分散至均匀，再加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮与氧化石墨烯的质量比为10:1，充分搅拌均匀，得到体系A；

步骤2：将纳米硅粒子和水进行混合，搅拌、超声分散成均匀溶液，然后加入聚二乙烯二甲基氯化铵，聚二乙烯二甲基氯化铵与纳米硅粒子的质量比为10:（1~3），搅拌10~20min、转速为12000r/min离心水洗数次后，收集被修饰的硅粒子待用；

步骤3：将羧基化碳纳米管和水进行混合，搅拌、超声分散至均匀，加入步骤2得到的被修饰的硅粒子，持续搅拌0.5h后超声分散0.5~1.0h，得到体系B；

步骤4：将体系B加入到体系A中，搅拌均匀，加入抗坏血酸，抗坏血酸与氧化石墨烯的质量比为10:1，搅拌12h后抽滤成膜，在惰性气体氛围下煅烧，煅烧的温度为500℃，煅烧的时间为2h，得到石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料。

2.权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1、步骤2和步骤3中所用的水为蒸馏水或去离子水。

3.权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，惰性气体氛围为氩气氛围。

4.采用权利要求1~3中任意一项制备方法制得的石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料，其特征在于，石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料的厚度为4~15μm。

5.权利要求4所述的石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料作为锂离子电池负极材料的应用。

6.权利要求5所述的石墨烯-碳纳米管-硅复合薄膜材料作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于，锂离子电池性能测试中，在1A的电流密度下，首圈放电容量最高达2300mAhg^-1，且循环300圈后最高稳定在730 mAh g^-1。