[发明专利]一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法

摘要

本发明公开一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法，以氧化石墨烯、表面活性剂、有机硅源作为原料，先采用水热法合成“三明治”结构的SiO₂/GO/SiO₂二维纳米复合材料；再通过还原处理，同时SiO₂、氧化石墨烯分别还原成Si和石墨烯，制得“三明治”结构的Si/graphene/Si二维纳米复合材料；最后通过表面改性处理，得到改性的Si/graphene/Si锂离子电池负极材料。当电流密度为100mA/g时，该Si/graphene/Si负极材料的首次库伦效率高达90％、100次反复充放电后比容量仍稳定在1050mAh/g以上；且在2000mA/g的电流密度下，其比容量仍达650mAh/g。

主权项

一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将10‑50mg氧化石墨烯溶解于4‑100mL去离子水中并超声30‑120min；(2)将40‑120mg氢氧化钠、2‑20g表面活性剂加入4‑100mL去离子水中，然后超声30‑180min直至其变为澄清液；(3)将步骤(1)的水溶液缓慢加入步骤(2)的澄清液中并超声2‑5h；(4)向步骤(3)的混合溶液中加入2‑50mL有机硅源，并在40‑100℃下继续搅拌6‑12h；(5)将步骤(4)的溶液移至200mL水热合成反应釜中，并于100‑200℃反应8‑48h；(6)反应结束后，将步骤(5)的产物先后通过离心分离、乙醇洗涤和水洗除去表面活性剂及未反应物，并将滤出物于60℃干燥24h，即得到“三明治”结构的SiO₂/GO/SiO₂二维纳米复合材料；(7)将步骤(6)所得的SiO₂/GO/SiO₂纳米复合材料在600‑800℃下惰性气氛下，通过高温还原处理，得到“三明治”结构的Si/graphene/Si纳米复合材料。(8)将步骤(7)所得的Si/graphene/Si纳米复合材料继续进行表面改性，即得到所述的硅基锂离子电池负极材料。