[发明专利]一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)先将铌、锡掺杂石墨烯利用7-辛烯基三氯硅烷进行改性处理，得到硅烷化石墨烯；

(2)再将硅烷化石墨烯与4-溴-2-(2-硝基-1-丙烯基)噻吩反应，得到改性石墨烯；

(3)最后以改性石墨烯与2-乙烯基噻吩为原料，聚合反应即得一种基于石墨烯的锂离子电池负极材料；

其中，所述铌、锡掺杂石墨烯是以五氯化铌、四氯化锡和液态聚丙烯腈按照质量比0.01～0.02：0.03～0.05：1为原料制成。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铌、锡掺杂石墨烯的制备方法如下：先将五氯化铌、四氯化锡加入质量浓度36～38％盐酸溶液中，超声波振荡均匀，然后加入质量浓度30～40％乙醇水溶液，搅拌混匀，接着加入热处理的液态聚丙烯腈，搅拌加热至250～270℃，保温搅拌5～7小时，最后在惰性气氛下，1000～1100℃煅烧6～9小时，即得铌、锡掺杂石墨烯。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，盐酸溶液、乙醇水溶液的用量分别为液态聚丙烯腈重量的0.1～0.15倍、0.2～0.3倍。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的液态聚丙烯腈是通过以下方法制备得到的：将液态聚丙烯腈在220～230℃条件下搅拌12～14小时，使之部分环化，然后加热至270～280℃，搅拌5～6小时，使之热氧化。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤(1)的具体方法如下：将1份铌、锡掺杂石墨烯加入1.5～2份7-辛烯基三氯硅烷，70～80℃搅拌反应6～8小时，抽滤即得硅烷化石墨烯。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤(2)的具体方法如下：先将1份硅烷化石墨烯、0.2～0.3份4-溴-2-(2-硝基-1-丙烯基)噻吩、0.003～0.004份交联剂、0.001～0.002份光引发剂加入4～6份丙酮中，超声波振荡均匀，然后在氮气保护和365nm紫外光照射条件下，65～75℃反应25～35分钟，即得。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤(3)的具体方法如下：先将1份改性石墨烯加入6～9份0.1～0.2mol/L盐酸溶液中，超声波震荡使其分散均匀形成盐酸悬浊液；然后将1.5～2份2-乙烯基噻吩均匀缓慢滴加至盐酸悬浊液中，超声波震荡，置于冰水浴中；边搅拌边缓慢滴加0.008～0.01份过硫酸铵的盐酸溶液，15～20℃搅拌反应18～22小时，抽滤，无水乙醇和去离子水交替洗涤，干燥，即得；其中，所述过硫酸铵的盐酸溶液是将过硫酸铵溶解于5～8倍重量的0.1～0.2mol/L盐酸溶液而得。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述缓慢滴加的滴加时间为30～40分钟。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述超声波振荡的工艺条件为：300～500W超声波振荡10～15分钟。

10.一种利用权利要求1～9所述制备方法得到的基于石墨烯的锂离子电池负极材料。