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一種摻氮石墨烯?硅復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法、鋰離子電池與流程

文檔序號(hào):12725904閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于:呈現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu),內(nèi)核為摻氮石墨烯-硅復(fù)合材料,外殼為雙層結(jié)構(gòu),所述雙層結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為硅烷偶聯(lián)劑層、有機(jī)鋰化合物層;所述硅烷偶聯(lián)劑層為硅烷偶聯(lián)劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于:所述摻氮石墨烯-硅復(fù)合材料、硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)鋰化合物層中的有機(jī)鋰化合物的厚度比為100:(5~10):(10~20)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于:所述摻氮石墨烯-硅復(fù)合材料由納米硅材料和摻氮石墨烯組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于:所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3―環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或異氰酸丙基三乙氧基硅烷的一種。

5.一種摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:

1)按照每500ml有機(jī)溶劑中加入10~30g硅烷偶聯(lián)劑的比例,將硅烷偶聯(lián)劑加入有機(jī)溶劑中,混合均勻得到硅烷偶聯(lián)劑溶液;

按照每500ml有機(jī)溶劑中加入1~5g粘結(jié)劑、5~20g有機(jī)鋰化合物的比例,將粘結(jié)劑和有機(jī)鋰化合物加入有機(jī)溶劑中,混合均勻,得到有機(jī)鋰化合物復(fù)合液;

2)將摻氮石墨烯-硅復(fù)合材料加入步驟1)所得硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡1~6h,過濾、干燥,得摻氮石墨烯-硅/硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合材料;

3)按照每500ml有機(jī)鋰化合物復(fù)合液中加入80~100g摻氮石墨烯-硅/硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合材料的比例,取步驟2)所得摻氮石墨烯-硅/硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合材料加入步驟1)所得有機(jī)鋰化合物復(fù)合液中混合均勻,然后蒸發(fā)溶劑,即得。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于:步驟2)中,所述摻氮石墨烯-硅復(fù)合材料采用包括如下步驟的方法制備:

A)在氧化石墨烯分散液中依次加入雙氧水、氮源混合均勻,再加入納米硅材料混合均勻,然后進(jìn)行水熱反應(yīng);

B)再將水熱反應(yīng)后的體系冷卻、過濾、干燥,然后在惰性氣體氛圍中碳化,得摻氮石墨烯與納米硅復(fù)合材料,即得;

所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的濃度為5~20mg/ml;所述雙氧水中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25~35%;所述氧化石墨烯分散液、雙氧水溶液的體積比為100:1~5,所述氮源、納米硅材料與氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯的質(zhì)量比為5~54:10~660:50~200。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于:步驟A)中,所述水熱反應(yīng)的溫度為150~200℃,反應(yīng)的時(shí)間為1~12h。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于:步驟B)中,所述碳化的溫度為500~1000℃,碳化的時(shí)間為1~12h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于:步驟B)中,所述干燥的溫度為30~80℃,干燥的時(shí)間為24~72h。

10.一種采用如權(quán)利要求1所述的摻氮石墨烯-硅復(fù)合負(fù)極材料的鋰離子電池。

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