[发明专利]一种石墨烯桥接的硅/碳复合材料及应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯桥接的硅/碳复合材料及应用，本发明将纳米硅粉和片状石墨按一定重量比配料，经干法球磨混合均匀，得到Si/FG；再将Si/FG和糖类及聚合物混合于去离子水中，经湿法球磨得到混合悬浮液；混合悬浮液经喷雾干燥得到Si/FG‑糖类‑聚合物混合物，再将所述Si/FG‑糖类‑聚合物混合物高温热处理得到Si/C复合材料；在去离子水中用水合肼将氧化石墨还原成石墨烯；最后将石墨烯分散于去离子水中，超声搅拌混合均匀，再加入Si/C复合材料，超声搅拌混合均匀，然后抽滤、烘干得到Si/C‑石墨烯复合材料；本发明具有制备工艺简单、成本低、周期短等特点，适合工业化生产。

主权项

一种石墨烯桥接的硅/碳复合材料，其特征在于，通过以下方法制备得到：(1)将纳米硅粉和片状石墨按重量比为1:4～1:10配料，经干法球磨混合均匀，得到Si/FG，所述Si/FG为硅/片状石墨混合物；所述纳米硅粉的颗粒尺寸约为30‑70纳米，所述片状石墨的颗粒尺寸为1～10微米；所述干法球磨时间约为1～5h，转速约为100～400rpm；(2)将步骤1所得Si/FG、糖类、聚合物混合于去离子水中，经湿法球磨得到混合悬浮液；所述糖类和Si/FG重量比为1:1～1:10，所述聚合物和Si/FG重量比为1:1～1:5；所述湿法球磨时间为1～5h，转速为100～400rpm；(3)将步骤2得到的混合悬浮液经喷雾干燥得到Si/FG‑糖类‑聚合物混合物，再将所述Si/FG‑糖类‑聚合物混合物高温热处理得到Si/C复合材料；所述喷雾干燥的容器入口温度为200～300℃，出口温度为90～150℃；所述热处理的温度约为400～800℃，时间约为2～10h；所述热处理气氛为氩气；(4)在去离子水中用水合肼将氧化石墨还原成石墨烯；所述氧化石墨和去离子水的配比关系为0.1～0.5g/L；所述水合肼和氧化石墨的重量比为0.5～1.0:1；所述还原温度为80～95℃，还原时间为1～5h；(5)步骤4所得石墨烯分散于去离子水中，超声搅拌混合均匀，再加入步骤3所得的Si/C复合材料，超声搅拌混合均匀，然后抽滤、烘干得到Si/C‑石墨烯复合材料；所述Si/C和石墨烯的重量比为10:1～5:1。所述石墨烯和去离子水的配比关系为0.5～5mg/L。