（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池負極材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溶劑熱法制備石墨烯硅復(fù)合材料的改進方法。

（二）

背景技術(shù)：

隨著鋰離子電池在動力電池、儲能電池領(lǐng)域的應(yīng)用，其對電池的能量密度和循環(huán)壽命提出了更高的要求，而電池性能的關(guān)鍵因素為電極材料，所以研發(fā)新型電極材料成為熱點。

鋰離子電池最常用的石墨類負極的理論比容量為372mah/g，而理論比容量最大的負極材料硅為4200mah/g，是石墨類負極材料的10倍以上。雖然硅的理論容量高，但其缺點也很明顯，在充放電過程中由于鋰離子的嵌入脫出，體積變化較大，容易出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，容量衰減較快。

采用溶劑熱的方法將石墨烯與硅復(fù)合，利用石墨烯包覆硅粉，限制硅粉的體積變化，緩解硅粉粉化，但是當材料在以較大倍率循環(huán)時，衰減仍較明顯。

（三）

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種操作簡單、產(chǎn)品重現(xiàn)性好、易產(chǎn)業(yè)化的溶劑熱法制備石墨烯硅復(fù)合材料的改進方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種溶劑熱法制備石墨烯硅復(fù)合材料的改進方法，包括如下步驟：

（1）將氧化石墨烯分散到去離子水或乙醇等溶劑中，加入硅粉，分散，進行溶劑熱反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物烘干、研磨、過篩；

（2）將瀝青分散到四氫呋喃中，加入步驟（1）的產(chǎn)物，分散，再加入石墨，分散，攪拌烘干四氫呋喃；

（3）將步驟（2）的產(chǎn)物煅燒；

（4）將步驟（3）的產(chǎn)物烘干、研磨、過篩，再經(jīng)沉積碳，得到產(chǎn)品；

或是，步驟（2）中，將步驟（1）的反應(yīng)產(chǎn)物先經(jīng)沉積碳，再分散、加入石墨，分散，攪拌烘干四氫呋喃，最后經(jīng)步驟（3）得到產(chǎn)品。

本發(fā)明通過碳沉積在硅粉表面形成均勻的無定型碳包覆層，將石墨烯、硅粉緊密包裹；該無定型碳包覆層在一定程度上可以控制硅的嵌鋰深度，輔助石墨烯限制硅粉的體積膨脹，降低硅粉結(jié)構(gòu)的破壞程度，延緩硅粉粉化，增強硅碳復(fù)合材料的穩(wěn)定性，提高材料的大倍率循環(huán)性能。

本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為：

所述沉積碳的方法為氣相碳沉積法，其碳源為甲烷或乙炔氣體。

所述沉積碳的方法為液相碳沉積法，碳源為煤油。

所述沉積碳的溫度為800-1400℃，時間為0.5-8h。

本發(fā)明具有操作簡單、易實現(xiàn)，產(chǎn)品重復(fù)性好、易產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。

（四）附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的掃描電鏡圖；

圖2為實施例1與對比例制備的材料的ic循環(huán)性能對比示意圖。

（五）具體實施方式

實施例1：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h；將水熱反應(yīng)產(chǎn)物取出，60℃烘干，研磨、粉碎、過400目篩，裝入瓷舟，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1200℃保溫2h，升溫過程中通氬氣，保溫過程中通乙炔，流量均為100sccm，沉積完成后，研磨，過400目篩；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入上一步驟的產(chǎn)物，磁力攪拌1h，再加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h；將混合物升溫至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，升溫及保溫過程中通氬氣保護；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。

實施例2：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h，凍干產(chǎn)物；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入水熱反應(yīng)產(chǎn)物，磁力攪拌1h，加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h，將混合物加熱至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，在升溫及保溫過程中通氬氣保護，流量為100sccm；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，放入瓷舟，在管式爐中以5℃/min的升溫速率升溫至1200℃保溫2h，在升溫過程中通氬氣，在保溫過程中通乙炔，流量均為100sccm；碳沉積完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。

實施例3：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h；將水熱反應(yīng)產(chǎn)物取出，60℃烘干，研磨、粉碎、過400目篩，裝入瓷舟，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1200℃保溫2h，升溫過程中通氬氣，保溫過程中將氬氣通入煤油中，以氬氣為載氣，以煤油為碳源，流量均為100sccm，沉積完成后，研磨，過400目篩；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入上一步驟的產(chǎn)物，磁力攪拌1h，再加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h；將混合物升溫至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，升溫及保溫過程中通氬氣保護；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。

實施例4：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h；將水熱反應(yīng)產(chǎn)物取出，60℃烘干，研磨、粉碎、過400目篩，裝入瓷舟，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫2h，升溫過程中通氬氣，保溫過程中通乙炔，流量均為100sccm，沉積完成后，研磨，過400目篩；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入上一步驟的產(chǎn)物，磁力攪拌1h，再加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h；將混合物升溫至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，升溫及保溫過程中通氬氣保護；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。

實施例5：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h；將水熱反應(yīng)產(chǎn)物取出，60℃烘干，研磨、粉碎、過400目篩，裝入瓷舟，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1200℃保溫1h，升溫過程中通氬氣，保溫過程中通乙炔，流量均為100sccm，沉積完成后，研磨，過400目篩；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入上一步驟的產(chǎn)物，磁力攪拌1h，再加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h；將混合物升溫至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，升溫及保溫過程中通氬氣保護；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。

對比例：

稱量0.500g氧化石墨烯，分散到100ml去離子水中，磁力攪拌1h；稱量0.500g納米硅粉，加入到氧化石墨烯的去離子水分散液中，繼續(xù)磁力攪拌1h；將氧化石墨烯、硅粉的去離子水分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在150℃下反應(yīng)12h；將水熱反應(yīng)產(chǎn)物取出，60℃烘干，研磨、粉碎、過400目篩；稱取0.625g高溫煤瀝青，分散于50ml四氫呋喃中，磁力攪拌1h，加入水熱反應(yīng)產(chǎn)物，磁力攪拌1h，再加入4.000g鱗片石墨，磁力攪拌1h；將混合物升溫至80℃，攪拌蒸干四氫呋喃；將混合物轉(zhuǎn)移至瓷舟中，在管式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至1000℃保溫3h，升溫及保溫過程中通氬氣保護；煅燒完成后，取出物料，粉碎、研磨、過400目篩，即得。