[發明專利]一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料及其制備方法與在鋰離子電池中的應用

有效

• 申請號: 201710625760.5
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107611365B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 吳松平;劉淳;田小東;黃明保;廖嬋;孫水晶
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/52;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）向可膨脹石墨與強氧化劑中加入鋯球作為磨介球磨，然后用稀酸洗，過濾，干燥，得到石墨烯納米片；

（2）向步驟（1）所得石墨烯納米片中加入高鐵酸鉀、硅粉和鋯球，球磨；

（3）將球磨后的產物分離、過濾、洗滌、干燥，得到石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述強氧化劑為三價鈷鹽、過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、氯酸鹽和高鐵酸鉀中的一種以上，所述稀酸為稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸和稀磷酸中的一種以上。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）、步驟（2）中所述球磨時的轉速為100~1000 rpm，球磨時間為5~100h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）、步驟（2）所述球磨中球料質量比為5:1~40:1。

5.由權利要求1-4任一項所述的制備方法制得的一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料。

6.根據權利要求5所述的一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料，其特征在于，所述石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合納米材料中硅的質量分數為5%~90%，石墨烯的質量分數為5%~90%，四氧化三鐵的質量分數為5%~50%。

7.根據權利要求6所述的一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料，其特征在于，所述石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料中硅的質量分數為5%~72.46%，石墨烯的質量分數為17.60%~90%，四氧化三鐵的質量分數為5%~20%。

8.根據權利要求7所述的一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料，其特征在于，所述石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料中硅的質量分數為62.24%，石墨烯的質量分數為26.90%，四氧化三鐵的質量分數為10.86%。

9.權利要求5-8任一項所述的一種石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料在制備鋰離子電池負極中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，具體應用過程為：將石墨烯和四氧化三鐵雙重包覆納米硅復合材料、碳黑和PVDF混合制漿，再涂布在銅箔上，得到鋰離子電池負極。