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一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的方法與流程

文檔序號:12130023閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,它包括的步驟是:

(1)硅藻土純化:將硅藻土在常壓條件下以5~20℃/min的升溫速率加熱至700~900℃,退火1~6h,去除有機質(zhì),用濃度為0.005~0.1mol/L的堿性溶液堿洗2.5~6h,洗滌至中性,然后用4.0~8.0mol/L的酸性溶液在95℃下酸浸4~8h,最后經(jīng)洗滌、80℃下干燥,得到純化硅藻土;

(2)多孔硅制備:鎂還原劑與硅藻土按質(zhì)量比為1:0.5~1:3進行混合,在惰性氣氛下加熱至600~850℃,并保溫2~6h,隨后冷卻到室溫,再于濃度為0.1~2.0M酸性溶液中浸泡12~18h,經(jīng)洗滌干燥,得到多孔硅;

(3)多孔硅/石墨烯復(fù)合材料制備:將步驟(2)得到的多孔硅與碳源混合負(fù)載在催化劑上,置于管式爐內(nèi),以保護氣流速為150~250sccm,升溫速率為5~20℃/min加熱至900~1100℃,在氫氣流速為10~20sccm下退火處理5~20min,隨后熱解碳源沉積石墨烯,將石墨烯在保護氣氛下冷卻至室溫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述多孔硅的硅含量為8~90wt.%,所述石墨烯含量為10~92wt.%;多孔硅孔徑分布為100nm~10μm,多孔硅/石墨烯復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的粒徑分布為500nm~50μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述堿性溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣或氨水。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述酸性溶液為鹽酸、硫酸、硝酸或氫氟酸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述惰性氣氛為氬氣或氦氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述催化劑為鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、釕、銠、鈀中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述保護氣氛為氮氣、氬氣或氦氣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以硅藻土為原料制備的多孔硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的方法,其特征在于,所述碳源為葡萄糖、淀粉、食用糖、蔗糖、碳化硅中任意一種。

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