石墨稀復(fù)合負(fù)極材料根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的制備方法制得。
[0022]本發(fā)明中的活性材料高硅沸石具有獨特的分子篩框架結(jié)構(gòu)，可以避免高硅沸石在電化學(xué)循環(huán)過程中的粉末化導(dǎo)致電化學(xué)性能下降的問題，有助于提高活性材料高硅沸石的循環(huán)性能。高硅沸石和石墨烯的復(fù)合可以為高硅沸石顆粒提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增加電導(dǎo)率，此外石墨烯的包裹可以緩解高硅沸石在循環(huán)過程中的體積膨脹。
[0023]本發(fā)明的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料可以緩解高硅沸石顆粒在反應(yīng)過程中的體積膨脹，在一定程度上阻止固體電解質(zhì)層的形成，改善循環(huán)性能；且石墨烯可以為高硅沸石顆粒提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增加電導(dǎo)率，提高電化學(xué)反應(yīng)效率。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明使用高硅沸石為鋰離子負(fù)極活性材料，證明了高硅沸石作為鋰電池負(fù)極活性材料的可行性，開辟了鋰電池負(fù)極含硅活性材料的新領(lǐng)域，其獨特的框架結(jié)構(gòu)可以增強電化學(xué)循環(huán)過程穩(wěn)定性。
[0025]本發(fā)明的制備方法可以得到復(fù)合非常均勻的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料，工藝簡單，成本低廉，對環(huán)境污染小，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0026]本發(fā)明的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料可以緩解高硅沸石顆粒在反應(yīng)過程中的體積膨脹，在一定程度上阻止固體電解質(zhì)層的形成，改善循環(huán)性能；且石墨烯可以為高硅沸石顆粒提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增加電導(dǎo)率，提高電化學(xué)反應(yīng)效率。
【附圖說明】
[0027]圖1-2是本發(fā)明實施例1制得的高硅沸石顆粒的掃描電鏡圖。
[0028]圖3-4是本發(fā)明實施例1制得的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的掃描電鏡圖。
[0029]圖5是本發(fā)明實施例1制得的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料在0.05-3.0V、100mA/g電流密度下的循環(huán)性能曲線圖。
[0030]圖6是本發(fā)明實施例3制得的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料在0.05-3.0V、100mA/g電流密度下的循環(huán)性能曲線圖。
【具體實施方式】
[0031]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例及附圖1-6對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
[0032]實施例1
見圖1-6，一種鋰離子電池用高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟:
A、尚娃沸石的制備:
Al、取2.185g去離子水加入到6.355g四丙基氫氧化銨中攪拌均勻，后加入2.0257g硅酸，攪拌12h，得到溶液Al ；
A2、將溶液Al轉(zhuǎn)移到特氟龍內(nèi)襯杯內(nèi)，加熱晶化，得到混合物A2 ；
A3、將混合物A2進(jìn)行離心洗滌，然后干燥，得到高硅沸石；
B、高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備:
B1、取步驟A3制得的高硅沸石0.1g溶于20mL的去離子水，超聲分散，得到溶液BI ;
B2、取石墨烯0.lg，超聲分散于200mL的去離子水中，得到溶液B2 ;
B3、將溶液BI加入到溶液B2中，超聲分散均勻，得到混合液B3 ；
B4、將混合液B3進(jìn)行冷凍干燥，得到干燥物B4 ；
B5、將干燥物B4置于還原性氣體中煅燒，冷卻后制得高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料。
[0033]所述步驟Al中，去離子水、四丙基氫氧化銨和硅酸的摩爾比為117:4.41:10。
[0034]所述步驟A2中，晶化溫度為900C，晶化時間為24h。
[0035]所述步驟A3中，干燥溫度為65°C，干燥時間為21h，制得的高硅沸石中SiAAl+Si)
>80%ο
[0036]所述步驟BI中，溶液BI中高硅沸石的濃度為5mg/mL，超聲時間為1.5h。
[0037]所述步驟B2中，石墨稀為比表面積在1600m2/g的氧化石墨稀，溶液B2中石墨稀的濃度為0.5mg/mL，超聲時間為2.5h。
[0038]所述步驟B3中，溶液BI中的高硅沸石與溶液B2中的石墨烯的質(zhì)量比為1:1，超聲時間為1.5ho
[0039]所述步驟B4中，冷凍干燥的溫度為_40°C，冷凍干燥的時間為24h。
[0040]所述步驟B5中，還原性氣體為H2/Ar混合氣體，其中H2的體積含量占H 2/Ar混合氣體總體積含量的5%，煅燒溫度為700°C，升溫速率為5°C /min，保溫時間為2h。
[0041]一種鋰離子電池用高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料，所述高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料根據(jù)上述所述的制備方法制得。
[0042]如圖5所示為本實施例制得的高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料在0.05-3.0V、100mA/g電流密度下的循環(huán)性能曲線圖，結(jié)果表明，本實施例制得的高娃沸石和石墨稀復(fù)合負(fù)極材料在100mA/g的電流密度下充放電，首次放電比容量為329.2mAh/g,后期循環(huán)容量穩(wěn)定在140mAh/g以上。
[0043]實施例2
一種鋰離子電池用高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟:
A、尚娃沸石的制備:
Al、取4.37g去離子水加入到12.71g四丙基氫氧化銨中攪拌均勻，后加入4.05g硅酸，攪拌24h，得到溶液Al ；
A2、將溶液Al轉(zhuǎn)移到特氟龍內(nèi)襯杯內(nèi)，加熱晶化，得到混合物A2 ；
A3、將混合物A2進(jìn)行離心洗滌，然后干燥，得到高硅沸石；
B、高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備:
B1、取步驟A3制得的高硅沸石0.1g溶于20mL的去離子水，超聲分散，得到溶液BI ;
B2、取石墨烯0.2g，超聲分散于400mL的去離子水中，得到溶液B2 ;
B3、將溶液BI加入到溶液B2中，超聲分散均勻，得到混合液B3 ；
B4、將混合液B3進(jìn)行冷凍干燥，得到干燥物B4 ；
B5、將干燥物B4置于還原性氣體中煅燒，冷卻后制得高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料。
[0044]所述步驟Al中，去離子水、四丙基氫氧化銨和硅酸的摩爾比為117:4.41:10。
[0045]所述步驟A2中，晶化溫度為100°C，晶化時間為20h。
[0046]所述步驟A3中，干燥溫度為70°C，干燥時間為18h，制得的高硅沸石中SiAAl+Si)
>80%ο
[0047]所述步驟BI中，溶液BI中高硅沸石的濃度為5mg/mL，超聲時間為1.5h。
[0048]所述步驟B2中，石墨稀為比表面積在1600m2/g的氧化石墨稀，溶液B2中石墨稀的濃度為0.5mg/mL，超聲時間為2.5h。
[0049]所述步驟B3中，溶液BI中的高硅沸石與溶液B2中的石墨烯的質(zhì)量比為1:2，超聲時間為2h。
[0050]所述步驟B4中，冷凍干燥的溫度為_40°C，冷凍干燥的時間為24h。
[0051 ] 所述步驟B5中，還原性氣體為H2/Ar混合氣體，其中H2的體積含量占H 2/Ar混合氣體總體積含量的5%，煅燒溫度為700°C，升溫速率為5°C /min，保溫時間為2h。
[0052]一種鋰離子電池用高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料，所述高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料根據(jù)上述所述的制備方法制得。
[0053]實施例3
一種鋰離子電池用高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟:
A、尚娃沸石的制備:
Al、取4.37g去離子水加入到12.71g四丙基氫氧化銨中攪拌均勻，后加入4.05g硅酸，攪拌24h，得到溶液Al ；
A2、將溶液Al轉(zhuǎn)移到特氟龍內(nèi)襯杯內(nèi)，加熱晶化，得到混合物A2 ；
A3、將混合物A2進(jìn)行離心洗滌，然后干燥，得到高硅沸石；
B、高硅沸石和石墨烯復(fù)合負(fù)極材料的制備:
B1、取步驟A3制得的高硅沸石0.05g溶于20mL的去離子水，超聲分散，得到溶液BI ； B2、取石墨烯0.25g，超聲分散于500mL的去離子水中，得到溶液B2 ；