一种硅‑石墨烯锂离子复合电极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硅‑石墨烯锂离子复合电极材料及其制备方法。其中该方法包括：（1）将0.8～1.2份质量份天然鳞片石墨、9.2～36.8份质量份插层剂和0.5～3.0份质量份氧化剂混合均匀后置入10～60℃温度下反应，反应20～120min后干燥；（2）在保护性气体的氛围中以3～15℃/min速率升温，当升温至500～1200℃后，开始以5～100mL/min的流量通入体积比为1～20:100的硅源气体和惰性气体的混合气体，待30～300s后终止硅源气体的通入，冷却；（3）将硅‑石墨膨化中间体加入溶剂充分研磨后，干燥得到硅‑石墨烯复合电极材料。本发明采用硅源气体为硅原料，避免了采用硅化合物粉体导致的同石墨烯混合的不均匀的问题，使得制得的硅‑石墨烯复合材料具有较好的电化学循环性能。

主权项

一种制备硅‑石墨烯锂离子复合电极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将0.8～1.2份质量份天然鳞片石墨、9.2～36.8份质量份插层剂和0.5～3.0份质量份氧化剂混合均匀后置入10～60℃温度下反应，对反应20～120min后得到的反应产物干燥，得到石墨层间化合物；所述对反应20～120min后得到的反应产物干燥具体为：对反应20～120min后得到的反应产物缓慢加入体积为1～3倍于插层剂体积的去离子水，当反应产物的降温达到室温后，依次进行离心分离和水洗，然后在60～100℃烘干或采用冻干机干燥；(2)对石墨层间化合物置入加热设备中，在保护性气体的气氛中对该加热设备连续升温，当升温至500～1200℃后，开始同时连续通入硅源气体和保护性气体，待30～300s后终止通硅源气体的通入，冷却得到硅‑石墨膨化中间体；所述连续升温的速率为3～15℃/min；所述同时连续通入硅源气体和保护性气体的流量为5～100mL/min，硅源气体和保护性气体的体积比为1～20:100；所述保护性气体为惰性气体或氮气；(3)将硅‑石墨膨化中间体加入溶剂充分研磨后，干燥得到硅‑石墨烯复合电极材料；所述硅‑石墨膨化中间体与溶剂的质量比为0.03～0.3：1；所述研磨的时间为0.5～12h；步骤(1)中所述插层剂为硫酸、硝酸、磷酸中的一种或至少两种；所述氧化剂为过硫酸盐、重铬酸盐和硝酸盐中一种或至少两种。