[发明专利]一种海绵状硅石墨烯及碳纳米管复合负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种海绵状硅石墨烯及碳纳米管复合负极材料的制备方法，该复合材料由硅粉、石墨烯和碳纳米管组成，其中硅粉所占重量百分比为50％～90％，石墨烯为2％～35％，碳纳米管为1％～25％；本发明采用冷冻干燥或超临界干燥的方法制得的复合材料，保留的原有骨架结构，形成以碳纳米管为骨架支撑单元，以石墨烯为搭架孔隙结构面，共同支撑起有无数个孔隙的三维立体导电网络复合结构，并将硅粉吸附在其内部孔隙中。该复合材料导电性高，结构弹性大，吸附性强，有效抑制了硅在冲放电过程中的体积膨胀效应，提高了材料的循环稳定性。本发明工艺简单，绿色环保，适合工业化生产。

主权项

一种海绵状硅石墨烯及碳纳米管复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下制作步骤：①、材料的准备：分别称取一定量的硅粉、氧化石墨烯和碳纳米管；其中硅粉占总质量百分比的50％～90％，氧化石墨烯为2％～30％，碳纳米管为1％～20％；②、材料的预处理：先将氧化石墨烯和碳纳米管加入水中搅拌均匀，得到氧化石墨烯和碳纳米管的分散液；再将硅粉加入到氧化石墨烯和碳纳米管的分散液中，搅拌，得混合液；其中氧化石墨烯和碳纳米管的分散液中，氧化石墨烯的浓度为1.0～5.0mg/mL；③、热处理：将上述混合液转移至水热釜中，在温度为150～200℃条件下水热反应15～24h，得到含有硅粉的石墨烯‑碳纳米管复合水凝胶；④、冷冻干燥成型：再将此水凝胶经过冷冻干燥或超临界干燥，得到吸附硅粉的海绵状石墨烯‑碳纳米管复合气凝胶材料，即海绵状硅石墨烯及碳纳米管复合负极材料。