一种硅基纳米复合负极材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在保护气氛下，将氧化石墨烯、粘结剂、分散剂、硅纳米颗粒混合、球磨，然后向混合后的物料中加入去离子水，得到浆料；s2、将浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粉体；s3、将粉体于还原气氛中煅烧，得到核壳结构的氧化还原石墨烯包覆的硅纳米复合材料；s4、以mg掺杂的zno为靶材，采用粉体磁控溅射镀膜技术对氧化还原石墨烯包覆的硅纳米复合材料的表面进行镀膜，得到mg掺杂的zno、氧化还原石墨烯共同包覆的硅基纳米复合负极材料。2.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，氧化石墨烯、粘结剂、分散剂、硅纳米颗粒的质量比为2：2-3：2-3：18；其中，氧化石墨烯为hummers法制备的氧化石墨烯；粘结剂为丁苯橡胶或聚丙烯酸；分散剂为羧甲基纤维素钠。3.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，球磨4-10h，球磨转速为200-500r/min。4.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，加入去离子水，调整浆料的黏度在3000-5000pa
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s。5.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s2中，喷雾造粒的工艺参数为：浆料的进料速度为50-100kg/h，进风温度为230-245℃，出风口温度为110-115℃，雾化盘转速为12000-14000r/min，塔内负压为0.2-0.5mpa；得到实心粉体，其颗粒尺寸d50在10-13μm，振实密度在1.3-1.4cm3/g。6.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s3中，将粉体于氮气和氢气混合气体的还原气氛中，采用微波烧结炉中在400-500℃下微波煅烧15-30min；其中，混合气体中氮气和氢气的体积比为100：5-10。7.根据权利要求6所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，微波煅烧的具体操作如下：以2℃/min的升温速率升温到300℃，保温5min；再以1.5℃/min的升温速率升温至400-450℃，煅烧15-30min，最后以1.5℃/min降温速率降温至室温。8.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s4中，粉体磁控溅射镀膜的工艺参数为：溅射功率为1-5w/cm2，阴极电源采用恒电流模式，电流为30-45a，沉积电压为350-450v，时间为2-10min。9.根据权利要求1所述的硅基纳米复合负极材料的制备方法，其特征在于，s4中，控制镀膜的膜层厚度为100-180nm。10.如权利要求1-9任一项所述方法制备的硅基纳米复合负极材料。

技术总结
本发明公开了一种硅基纳米复合负极材料及其制备方法，涉及锂离子电池技术领域，其制备包括以下步骤：在保护气氛下，将氧化石墨烯、粘结剂、分散剂、硅纳米颗粒混合、球磨，然后向混合后的物料中加入去离子水，得到浆料；将浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粉体；将粉体于还原气氛中煅烧，得到核壳结构的氧化还原石墨烯包覆的硅纳米复合材料；以Mg掺杂的ZnO为靶材，采用粉体磁控溅射镀膜技术对氧化还原石墨烯包覆的硅纳米复合材料的表面进行镀膜，即得。本发明制得的硅基纳米复合负极材料不仅能够提高倍率性能和电性能，还能够抑制纳米硅材料的膨胀，减缓纳米硅材料的粉碎，改善循环性能。善循环性能。善循环性能。


技术研发人员：陈晨 王叶 时兰钱 蔡桂凡 林少雄 史鑫磊 唐爱菊 梁栋栋
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/8/16