[发明专利]一种以微晶石墨为碳源制备石墨烯/硅碳复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种以微晶石墨为碳源制备石墨烯/硅碳复合材料的方法，以微晶石墨的粉末为碳源，与氧化石墨烯分散液混合，首先在铜箔上进行第一次气相沉积，形成过渡层，为后面硅的沉积提供一个稳定，牢固，有一定韧性的附着点，同时提高了电极的导电性。该碳网络过渡层表面分布有纳米点或者纳米线，可以在第二次气相沉积过程中起生长引导作用，生成特定的形状。使用该方法制备得到石墨烯/硅碳复合材料由多个纳米级颗粒组合而成，有好的机械强度和韧性，可以有效的减轻由于硅的体积膨胀导致的活性材料的脱落。同时，通过本发明的方法制得的材料具有可逆容量大、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/硅碳复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：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。