[發明專利]一種多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110602119.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113346060B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 羅文;劉包平;曾輝龍;劉家興;方稱輝;黃金;李新喜;夏浩濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/13;H01M10/0525;C01B32/184;C01B33/021;C01G23/047
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳嘉雯

1.一種多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在堿性條件下，將硅合金粉末溶于溶劑中，加入鈦源進行混合，除去溶劑后干燥，再進行燒結，酸洗，得到二氧化鈦包覆的多孔硅復合材料；

步驟2：將小分子與氧化石墨烯進行超聲分散混合，干燥后進行高溫處理，得到摻雜有強電負性元素的還原氧化石墨烯；所述小分子為含有強電負性元素的化合物；

步驟3：將二氧化鈦包覆的多孔硅復合材料與所述還原氧化石墨烯的溶液進行超聲混合，干燥后得到多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料；

所述強電負性元素為硫、磷和氟中的一種或兩種以上；

所述硅合金粉末為硅鋁合金粉末；

所述硅合金粉末中硅的質量分數為10％～30％。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料中二氧化鈦的質量含量為10％～18％；

所述多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料中多孔硅的質量含量為72％～85％；

所述多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料中還原氧化石墨烯的質量含量為5％～10％；

所述還原氧化石墨烯中強電負性元素的質量百分含量為2.5％～5％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述強電負性元素為硫、磷和氟中的一種或兩種以上。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈦源為鈦酸四丁酯。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅合金粉末與所述鈦源的質量比為1：(0.4～2)；

所述小分子與所述氧化石墨烯的質量比為1：(5～30)；

所述氧化石墨烯與所述硅合金的質量比為1:(10～30)。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中所述含有強電負性元素的化合物中強電負性元素為硫、磷和氟中的一種或兩種以上；

其中，含硫化合物為硫酸鉀、硫酸鈣和硫酸鈉中的一種或兩種以上；

含磷化合物為磷酸鉀、磷酸鋁和磷酸鈉中的一種或兩種以上；

含氟化合物為六氟化硫和/或二氟化氙。

7.權利要求1至6任意一項所述的制備方法制得的多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料在電池中的應用。

8.一種電池負極，其特征在于，包括要求權利要求1至6任意一項所述的制備方法制得的多孔硅/二氧化鈦/石墨烯復合材料。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括電池正極和權利要求8所述的電池負極。