[发明专利]一种石墨烯包覆多孔颗粒材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆多孔硅材料的制备方法，其特征在于，(1)提供或制备硅合金，硅合金中的金属为活泼金属；(2)将硅合金粉末化为硅合金颗粒；(3)将硅合金颗粒加入氧化石墨烯的水溶液中，活泼金属对氧化石墨烯进行原位还原，实现硅合金颗粒的包覆，然后加入无机酸溶液，刻蚀未参与还原反应的金属，得到还原氧化石墨烯包覆的多孔硅材料；所述活泼金属是指，在氧化石墨烯水溶液中可实现氧化石墨烯还原的金属。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，活泼金属为铝、镁、铁、镍、铜、锌中的一种或多种；所述硅合金为硅或硅的氧化物与金属的合金。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤(1)制备硅合金为：通过将硅与活泼金属按照比例加热融化，制成均匀一致的合金；优选的，将硅与活泼金属的按照共晶合金成分比例放入电阻炉中，加热融化并保温，合金成分均匀一致后，浇注成合金锭。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤(1)中，硅在合金中的质量分数在10％到40％之间，加热融化温度在700℃到1500℃之间，保温时间在0.5小时到2小时之间。

5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤(2)为：将步骤(1)得到的合金进行雾化，得到一定粒径大小的硅合金颗粒；优选的，硅合金颗粒的粒径为纳米级或微米级，更优选的，硅合金颗粒的粒径为1nm-100nm。

6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤(2)为：将步骤(1)得到的合金锭放入喷雾沉积制粉设备上端的浇包中，加热熔化并保温后，打开浇包，在高速雾化设备中，由于高速冷却介质的雾化作用，将合金液体雾化成微米级的液滴，通过调控金属液与冷却介质相对速度与含量实现对硅合金颗粒直径的灵活控制，控制为微米级或纳米级。

7.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤(3)为：将步骤(2)得到的硅合金颗粒加入氧化墨烯的水溶液中,通过磁力搅拌，使合金中的活泼金属对氧化石墨烯进行充分还原，实现硅合金颗粒的包覆，然后加入无机酸溶液刻蚀掉未反应的活泼金属，过滤、烘干后得到还原氧化石墨烯包覆的多孔硅材料。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，步骤(3)中，氧化石墨烯水溶液的浓度在0.05mg/mL到5mg/mL之间，无机酸的浓度在0.5摩尔/升到4摩尔/升之间；优选的，无机酸为盐酸、硫酸、醋酸、草酸、磷酸中的一种；优选的，磁力搅拌时间在1小时到24小时之间。

9.一种石墨烯包覆多孔硅材料,其特征在于，通过权利要求1-8任一项所述方法制备得到。

10.权利要求9所述的石墨烯包覆多孔硅材料在用于储能器件的电极材料中的用途。