[发明专利]一种基于超临界流体辅助的多孔石墨烯硅负极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于超临界流体辅助的多孔石墨烯硅负极材料的制备方法，针对目前硅负极材料体积膨胀严重导致结构坍塌造成能量快速衰减的问题，本发明利用超临界流体的低黏度、高扩散性、零表面张力和易于调控的特点，将金属氧化物前驱体均匀负载于化学惰性的石墨烯表面，将金属氧化物‑石墨烯复合材料包覆硅材料表面，再用酸溶液刻蚀掉金属氧化物，利用碳热反应原理得到多孔石墨烯硅负极材料。其中，高品质石墨烯的优良导电性和多孔结构有利于电子和锂离子的快速传输，调控加热处理时间和温度可得到多种孔洞石墨烯结构，可根据实际负极材料所需条件灵活调整，而刻蚀掉的金属氧化物留出缓冲空间，缓解硅材料体积膨胀造成的一系列负面影响。

主权项

1.一种基于超临界流体辅助的多孔石墨烯硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、以石墨烯和金属化合物为原料，将二者置于密闭压力容器中，压力容器中充有CO₂气体，对高压容器进行加热并保持一定的压力条件，使得容器中的CO₂气体变为超临界流体，加热的同时使得石墨烯、金属化合物以及超临界流体混合均匀，之后将压力容器降温至环境温度后(如室温)，排出CO₂气体得到金属化合物‑石墨烯复合材料；金属化合物‑石墨烯复合材料为在石墨烯片表面附着有金属化合物；步骤2、将金属化合物‑石墨烯复合材料进行加热处理得到金属氧化物‑石墨烯复合材料；步骤3、将金属氧化物‑石墨烯复合材料对硅材料进行包覆处理，得到金属氧化物‑石墨烯‑硅复合材料；步骤4、将金属氧化物‑石墨烯‑硅复合材料进行酸刻蚀处理，将金属氧化物刻蚀掉，得到多孔石墨烯‑硅复合材料，所述多孔石墨烯‑硅复合材料为锂离子电池负极材料。