[发明专利]一种以微晶石墨为碳源制备石墨烯/硅碳复合材料在锂离子电池的应用

摘要

本发明公开了一种以微晶石墨为碳源制备石墨烯/硅碳复合材料在锂离子电池的应用，将沉积有石墨烯/硅碳复合材料的铜箔用冲头冲成极片，在充满氩气的手套箱中，以锂片为对电极，隔膜是聚丙烯微孔膜，电解液是体积比1:1的碳酸二甲酯（DMC）和碳酸亚乙酯（EC）混合1 mol L‑1的六氟磷锂（LiPF6），组装成电池。使用沉积有石墨烯/硅碳复合材料的铜箔制备得到的锂离子电池具有可逆容量大、容量可设计、循环性能和大电流放电能力好、振实密度高的特点。

主权项

1.一种以微晶石墨为碳源制备石墨烯/硅碳复合材料在锂离子电池的应用，其特征在于，将沉积有石墨烯/硅碳复合材料的铜箔用冲头冲成极片，在充满氩气的手套箱中，以锂片为对电极，隔膜是聚丙烯微孔膜，电解液是体积比1:1的碳酸二甲酯（DMC）和碳酸亚乙酯（EC）混合1 mol L‑1的六氟磷锂（LiPF6），组装成电池；其中，沉积有石墨烯/硅碳复合材料的铜箔的制备方法如下：S1.将0.5～5μm经提纯后含碳量不小于99%的微晶石墨粉末与1～10mg/mL氧化石墨烯分散液按体积比1:1~2混合均匀得混合溶液；S2.按石墨微粉质量的1wt％往混合溶液中加入分散剂，然后进行超声分散处理形成悬浮液，加入三口烧瓶，置于超声雾化器上进行超声雾化，频率为20000Hz，时间为30min，形成混合雾珠；S3.将步骤S2中三口烧瓶的一个口用橡胶塞密封，一个口接入惰性气体，另一个口连接管式炉，经过超声雾化后的混合雾珠，在惰性气体的保护下通入管式炉中进行气相沉积，所述气相沉积在预先水平放置在管式炉中的铜箔基体上进行，在400℃下沉积1h后，关闭超声雾化器；S4.管式炉以5℃/min升温至800℃，再打开三口烧瓶橡胶塞，加入质量浓度分别为50%、50%的苯和三甲基氯硅烷混合溶液，塞紧橡胶塞，打开超声雾化器继续以20000Hz的频率进行超声雾化，在混合雾珠被完全通入管式炉后，关闭超声雾化器，混合雾珠在管式炉中进行气相沉积，6h后取出冷却至室温，在铜箔表面得到石墨烯/硅碳复合材料；其中，在步骤S3和S4中，保持三口烧瓶中惰性气体气流500mL/min，所述微晶石墨采用郴州鲁塘地区微晶石墨提纯得到。