[发明专利]一种硅基锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、将有机硅源、氨水加入至纳米氧化锌分散液中，反应后，过滤得到沉淀，并将沉淀进行加热处理，得到具有核壳结构的ZnO/SiO₂；

B、在惰性气体的保护下，将具有核壳结构的ZnO/SiO₂和活性Zn粉混合在高温条件下进行热处理，得到具有储锂活性的硅基材料ZnO/SiO_x，所述SiO_x中X的数值为0≤X<2；

C、将ZnO/SiO_x与稀酸溶液进行反应除去内层的ZnO和多余的锌粉，离心、洗涤，得到中空的硅基材料H-SiO_x；

D、将中空的硅基材料H-SiO_X和苯胺单体加入到水和乙醇的混合液中，调节体系的pH值为1～2，再加入过硫酸铵溶液，进行聚合反应，反应结束后，进行离心、洗涤，得到聚苯胺PANI包覆中空硅基材料H-SiO_x的二元复合材料H-SiO_x/PANI；

E、将上述二元复合材料H-SiO_x/PANI和氧化石墨烯分散液加入到水中，使氧化石墨烯吸附在二元复合材料H-SiO_x/PANI表面，再加入还原剂，并控制温度在70～90℃的条件下进行反应，得到聚苯胺表面吸附还原氧化石墨烯RGO的三元复合材料H-SiO_x/PANI/RGO。

2.根据权利要求1所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中所述有机硅源选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。

3.根据权利要求1所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中所述有机硅源与氧化锌的质量比为3:1～1:3。

4.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中所述加热的温度为60～120℃。

5.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中所述纳米氧化锌形貌为球状或棒状，所述纳米氧化锌的粒径为10～200nm。

6.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中所述锌粉和ZnO/SiO₂的质量比为1:5～5:1；步骤B中所述高温处理的温度为400～1000℃。

7.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C中所述稀酸为稀盐酸或稀硫酸，所述稀酸的浓度为1～6mol/L。

8.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤D中H-SiO_X与苯胺单体的质量比为1:3～3:1，所述苯胺单体与过硫酸铵的摩尔比为1:1。

9.根据权利要求1或2或3所述硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤E中所述氧化石墨烯与H-SiO_x/PANI的质量之比为1:10～1:1，所述还原剂为氢碘酸、双氧水或维生素C。

10.一种硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料包括中空的活性硅基材料H-SiO_x，所述SiO_x中X的数值为0≤X<2；所述中空的活性硅基材料H-SiO_x包覆有聚苯胺PANI，所述聚苯胺的表面吸附有还原氧化石墨烯RGO。