[发明专利]一种石墨烯基锂离子电池负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯基锂离子电池负极材料及其制备方法，该负极材料由泡沫铜、石墨烯和Co‑Cu‑Zn‑ZIF复合而成，所述的泡沫铜为支撑框架，所述的石墨烯修饰在该支撑框架上，所述的Co‑Cu‑Zn‑ZIF修饰在石墨烯表面以及裸露的泡沫铜表面。其制备方法如下：1)泡沫铜的预处理；2)Co‑Zn‑ZIF的制备；3)Co‑Cu‑Zn‑ZIF的制备；4)Co‑Cu‑Zn‑ZIF/RGO/泡沫铜复合材料的制备；5)煅烧处理。本发明的电池负极材料的理论容量大，且具有中空纳米结构，可以有效缓解锂离子电池充放电过程中的体积膨胀效应和缩短锂离子扩散的距离，可直接用作无粘合剂和导电剂的电极，简化了电极制备工艺，由其制备得到的锂离子电池可逆比容量高、倍率性能优异、循环稳定性良好，多次循环充放电后库仑效率仍然可以保持近100％。

主权项

1.一种石墨烯基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)泡沫铜的预处理：分别用丙酮、盐酸和水清洗泡沫铜，干燥待用；/n2)Co-Zn-ZIF的制备：将六水硝酸锌、六水硝酸钴和2-甲基咪唑溶于甲醇，45～55℃下微波辅助反应5～10分钟，离心，用甲醇洗涤固体产物，干燥，得到Co-Zn-ZIF；/n3)Co-Cu-Zn-ZIF的制备：将Co-Zn-ZIF和乙酸铜分散在甲醇/水混合溶液中，加入三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠，微波辅助反应3～5分钟，离心，用甲醇洗涤固体产物，干燥，得到Co-Cu-Zn-ZIF；/n4)Co-Cu-Zn-ZIF/RGO/泡沫铜复合材料的制备：将还原型氧化石墨烯和Co-Cu-Zn-ZIF分散在甲醇中，再加入步骤1)预处理过的泡沫铜，45～55℃反应20～30小时，离心，用甲醇洗涤固体产物，干燥，得到Co-Cu-Zn-ZIF/RGO/泡沫铜复合材料；/n5)煅烧处理：将Co-Cu-Zn-ZIF/RGO/泡沫铜复合材料放入管式炉，充入保护气，650～750℃煅烧2～3小时，得到Cu