一种均匀碳膜和垂直石墨烯双重包覆的硅-碳复合材料及其制备方法与锂离子电池应用

摘要

本发明涉及一种均匀碳膜和垂直石墨烯双重包覆的硅‑碳复合材料及其制备方法与锂离子电池应用，具体原理为在加热条件下，通过调节甲烷和氢气的流量和保温时间，在碳包覆纳米硅颗粒上生长垂直取向的石墨烯纳米片。本发明中实验所用硅颗粒的原始平均直径为100nm，包覆的碳层厚度约为15nm，垂直石墨烯片的高度在20～45nm之间，石墨烯片之间的空隙在10～55nm之间。利用制备的Si@C@vG颗粒作为锂离子电池负极活性材料，800mA/g电流密度下，可逆充放电比容量高达3000mAh/g，是商用石墨电极的8倍，循环120次后仍有90％以上的容量保持率，库伦效率保持在99％以上。