[发明专利]一种预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料及其制备方法，先将金属锂加入到非水溶剂中形成锂溶液；其次将氧化石墨烯加入到分散溶剂中进行超声处理得到0.5~60 g/L氧化石墨烯分散液；向分散液中加入比表面积为500～700m2/g的纳米介孔SiO2微球进行超声处理；然后在搅拌条件下加入锂溶液；接着加入锂络合剂，搅拌、过滤、洗涤得到前驱体；最后将前驱体真空干燥研磨均匀后装入刚玉舟内，置于惰性气氛炉中烧结，随炉冷却，得到预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料。本发明在制备石墨烯包覆介孔SiO负极材料过程中复合材料同时得到预锂化，提高了硅氧化物负极材料的首次库伦效率、循环性能和充放电比容量。

主权项

一种预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料，通过以下步骤制备获得：步骤1：将金属锂加入到非水溶剂中溶解，形成1～15mol/L的锂溶液；步骤2：将氧化石墨烯加入到分散溶剂中进行超声处理2～4小时，得到分散浓度为0.5~60 g/L的氧化石墨烯分散液，其中所述超声处理的超声频率为40~80KHz；步骤3：向步骤2所述氧化石墨烯分散液中加入纳米介孔SiO2微球，超声处理2～6h得到分散均匀的混合液，所述纳米介孔SiO2微球的比表面积为500～700m2/g，所述分散均匀的混合液中氧化石墨烯的质量是所述纳米介孔SiO2微球质量的3.5～11.5%；步骤4：搅拌条件下，向步骤3所述混合液中加入步骤1所述锂溶液，所述锂溶液中金属锂与所述纳米介孔SiO2微球的摩尔比为2:1～10:1，搅拌时间为0.5~2h；步骤5：搅拌条件下，向步骤4搅拌后的混合体系中加入锂络合剂，搅拌0.5～2h，过滤、洗涤得到前驱体，所述锂络合剂的量为步骤4加入的锂溶液中金属锂摩尔量的1~1.3倍；步骤6：将步骤5所述前驱体真空干燥研磨均匀后装入刚玉舟内，再把刚玉舟放入惰性气氛炉中烧结，随炉冷却，得到预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料，其中，真空干燥温度为60～90℃，干燥时间12～24h，烧结温度为500～900℃，烧结时间4～24h；其中所述金属锂为金属锂粉、金属锂片、块状锂或锂丝中的至少一种；所述非水溶剂为液氨、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙醚、甲醚或二甲基乙酰胺中的至少一种；所述分散溶剂为丙酮、甲醚或乙醚中的至少一种；所述络合剂为环氧丙烷、乙腈、12‑冠‑4或二甲基亚砜中的至少一种。