[發(fā)明專利]一種硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011637262.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112803018B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余海軍;彭挺;謝英豪;張學(xué)梅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東邦普循環(huán)科技有限公司;湖南邦普循環(huán)科技有限公司;湖南邦普汽車循環(huán)有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M4/38;H01M10/0525;C01B32/194
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

1.一種硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，包括硅和石墨烯；所述硅摻雜在石墨烯中；所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將石墨烯在氨氣氣氛中微波加熱，得到摻氮石墨烯；(2)將所述摻氮石墨烯、納米硅顆粒、有機(jī)酸加入溶劑中，進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，洗滌，得到所述石墨烯復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料中硅與碳的摩爾比為1：(10-120)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟(1)中，所述微波加熱的溫度為100℃-120℃，微波加熱的時間為20-40min；步驟(2)中，所述溶劑熱反應(yīng)的溫度為150℃-160℃，溶劑熱反應(yīng)的時間為6-10小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟(2)中，所述有機(jī)酸為一水合檸檬酸；步驟(2)中，所述摻氮石墨烯、納米硅顆粒和有機(jī)酸的質(zhì)量比為1:(0.01-0.1):(1-3)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述石墨烯是由以下制備方法制得：

1)將廢舊鋰電池放電、拆解，取出負(fù)極片加熱，再置于水中進(jìn)行超聲處理，得到石墨負(fù)極材料和集流體；

2)用酸溶液浸漬所述石墨負(fù)極材料，過濾，取濾渣洗滌，干燥，燒結(jié)，得到修復(fù)石墨材料；

3)將所述修復(fù)石墨材料、高錳酸鉀和酸溶液混合，加熱反應(yīng)，得到懸濁液；

4)將雙氧水加入所述懸濁液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，離心，取濾渣洗滌，干燥，加熱，得到石墨烯。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟2)中，所述酸溶液為硫酸、硝酸、鹽酸中的至少一種；步驟2)中，所述燒結(jié)的溫度為700℃-800℃，燒結(jié)的時間為3-5小時，燒結(jié)的氣氛為惰性氣氛，所述惰性氣氛中的氣體為氮?dú)狻⒑狻⒛蕷狻鍤庵械囊环N；步驟4)中，所述加熱的溫度為100℃-120℃，加熱的時間為1-3小時，加熱的氣氛為惰性氣氛，所述惰性氣氛中的氣體為氮?dú)狻⒑狻⒛蕷狻鍤庵械囊环N。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟3)中，所述酸溶液是由硫酸和磷酸按體積比為1:(1-3)混合得到；步驟3)中，所述修復(fù)石墨材料、高錳酸鉀和酸溶液的質(zhì)量體積比為1:(0.3-0.5):(40-60)。

8.一種負(fù)極材料，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料。

9.一種電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7所述的硅摻雜的石墨烯復(fù)合材料。