[发明专利]一种纳米硅颗粒-石墨片-碳纳米管复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了一种纳米硅颗粒‑石墨纳米片复合材料及其制备方法与应用。所述制备方法，以石墨纳米片为基础，将硅纳米颗粒负载在石墨纳米片的表面上，再掺入少量碳纳米管，然后通过静电喷雾与热处理相结合的方法在复合材料表面包覆一层碳层，形成多尺度的碳（石墨纳米片+碳纳米管）‑硅纳米颗粒‑碳复合结构材料，使得所述纳米硅颗粒‑石墨片复合材料具有较强的机械强度，由其制备而成的锂电池的容量大，循环性能好，充放电时间少；在快速充‑放电的情况下，与正常充放电速率相比，其容量衰减小。

主权项

1.一种纳米硅颗粒‑石墨片‑碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 采用氨基型硅烷偶联剂对纳米硅颗粒的表面进行氨基修饰；S2. 对由石墨纳米片和碳纳米管组成的碳材料进行酸处理；S3. 将经过酸处理的碳材料分散于水中，然后再加入经氨基修饰后的纳米硅颗粒，搅拌，得到混合溶液；所述经氨基修饰后的纳米硅与所述碳材料的质量之比为1:9～3:7；S4. 将所述混合溶液进行过滤，干燥，然后球磨处理，得到负载纳米硅颗粒的碳材料；S5. 将所述负载纳米硅颗粒的碳材料加入到含有聚丙烯腈或沥青的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，然后进行静电喷雾，所得样品在230~280℃下进行固化，并在惰性气体的保护下高温碳化处理，最终得到纳米硅颗粒‑石墨片‑碳纳米管复合材料。