[发明专利]一种类夹心棒硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的硅碳负极材料形状类似夹心棒，从内至外由碳纳米管层、硅层、聚多巴胺碳层、石墨烯层组成，其制备方法包括以下步骤：

S1：将碳纳米管分散在含有去离子水、乙醇及氨水的混合溶液中，然后添加正硅酸四乙酯，室温下搅拌30~60min，然后用去离子水、乙醇清洗数次，得到碳纳米管/二氧化硅复合物；

S2：通过化学气相沉积在上述碳纳米管/二氧化硅复合物表面沉积一层硅，然后采用3wt%~10wt%氢氟酸刻蚀2~5h，除去二氧化硅层，用去离子水、乙醇清洗数次，得到碳纳米管/硅复合物；

S3：将盐酸多巴胺加入至缓冲液中，配制成一定浓度的多巴胺盐酸盐溶液，然后加入上述碳纳米管/硅复合物，调节pH值至8.5，搅拌12~24h，用去离子水、乙醇清洗数次，真空干燥得到碳纳米管/硅/聚多巴胺复合物；

S4：将氧化石墨烯分散在去离子水中，配制成一定浓度的氧化石墨烯分散液，然后加入上述碳纳米管/硅/聚多巴胺复合物，温度升至50~80℃，搅拌5~12h，用去离子水、乙醇清洗数次，真空干燥得到碳纳米管/硅/聚多巴胺/氧化石墨烯复合物；

S5：将上述碳纳米管/硅/聚多巴胺/氧化石墨烯复合物置于有惰性气体的马弗炉中，以2~5℃/min的升温速度升温，热处理2~5h，即可得到类夹心棒硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的碳纳米管直径为20~80nm。

3.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的硅层厚度为20~50nm。

4.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的碳纳米管和硅层之间空心层厚度为30~60nm。

5.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的步骤S3中碳纳米管/硅复合物和盐酸多巴胺质量比为2:1~1:3。

6.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的步骤S3中多巴胺盐酸盐溶液的浓度为0.05~1mg/mL。

7.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的步骤S4中氧化石墨烯分散液的浓度为0.1~2mg/mL。

8.根据权利要求1所述的一种类夹心棒硅碳负极材料，其特征在于，所述的步骤S5中热处理温度为500~800℃。