[发明专利]一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法

权利要求书

1.一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，所述方法是将膨胀石墨板材加入四氯化硅中，在氩气氛围下加热反应获得改性膨胀石墨板，接着使用氢气作为气源进行等离子体处理获得纳米硅颗粒插层石墨板，再与金属锂片接入直流电源正极，在六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯溶液中处理，之后将石墨板干燥、粉碎，得到石墨包覆纳米硅锂电池负极材料，具体制备方法如下：

（1）将膨胀石墨板材浸渍于四氯化硅中，然后将体系密封并使用氩气置换，接着将体系加热并保温处理，反应结束后自然冷却至室温，再将板材取出烘干，获得负载Si⁴⁺的改性膨胀石墨板；

（2）将获得的负载Si⁴⁺的改性膨胀石墨板置于微波等离子体设备中，然后使用氢气作为气源进行等离子体处理，接着冷却至室温，获得纳米硅颗粒插层石墨板；

（3）将获得的纳米硅颗粒插层石墨板接入直流电源正极，金属锂片接入直流电源负极，然后固定在六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯溶液中处理，使锂充分嵌入石墨，接着将石墨板取出，干燥，粉碎，即可得到石墨包覆纳米硅锂电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述膨胀石墨板材为正方形或长方形板材，厚度为10-15mm。

3.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述保温处理的温度控制在100-300℃，保温1-2h。

4.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述负载Si⁴⁺的改性膨胀石墨板制备中，膨胀石墨板材、四氯化硅的质量比例为1-10:30-40。

5.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（2）中所述等离子体处理的温度控制在1100-1200℃，处理1-6h。

6.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述直流电源的电压为2-3V，电流密度为10-100mA/g（以四氯化硅质量计）。

7.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯溶液的摩尔比例为1-1.2mol/L。

8.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中处理时间2-4h。

9.根据权利要求1所述的一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述粉碎是将石墨板粉碎为粒径小于10μm的微粒。