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石墨烯包覆硅碳復合負極材料研磨分散機

鋰離子電池以其能量密度大、工作電壓高、自放電率小、體積小、重量輕，循環(huán)壽命長等優(yōu)勢廣泛應用于各種便攜式電子設備和電動汽車中。目前商業(yè)化的鋰離子電池負極材料主要為石墨類負極材料，但因其理論比容量僅為(4200mAh/g)和低嵌鋰電位引起人們的廣泛關注，此外硅還具有儲量豐富，成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點，有望成為下一代鋰離子電池負極材料。然而，硅負極由于其在鋰的嵌入脫嵌循環(huán)過程中要經(jīng)歷嚴重的體積膨脹和收縮，造成材料結構的破壞和機械粉碎，從而導致電極循環(huán)性能的衰退，限制其商業(yè)化應用。為了解決這些問題，目前主要通過硅顆粒納米化，硅與其它金屬合金化，硅與惰性或活性基質復合三種主要途徑來改善硅基負極材料循環(huán)性能。其中硅(< 10% )，電子導電性好，且由碳基質形成的"還能補償硅顆粒的體積膨脹，維持納米硅的結構穩(wěn)定性，從而使材料的循環(huán)性能明顯改善。

石墨烯包覆納米硅SID研磨分散機處理以形成懸浮液，氧化石墨烯納米硅和石墨微粉的質量比為500 80(TC熱處理，得到經(jīng)熱還原的石墨烯包覆的納米硅和石墨微粉復合負極材料。納米硅和石墨微粉中納米硅的質量分數(shù)為Hrnnmer法制備得到。分散劑為聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、丙二醇中的至少一種。I 500nm硅粉，所述石墨微粉為170 200°C。所得復合負極材料，石墨烯包覆在外層，內部為納米硅和石墨微粉，顆粒形狀為類球形。平均粒徑大小可以在I 10 μ m)范圍內變化。

本發(fā)明的優(yōu)點在于(2)采用石墨烯將石墨微粉與納米硅包裹，造球過程中不需添加粘結劑提高活性物質含量，進行提高材料可逆比容量。傳統(tǒng)方法將石墨與納米硅造粒復合時，一般要加入有機粘結劑如蔗糖、葡萄粘、樹脂等，這些有機物在后續(xù)熱過程中會分解產(chǎn)生氣體并得到熱解碳，使材料密度降低、比表面積增大，增加了材料的不可逆容量、降低**充放電效率。

(4)噴霧造球后再熱處理形成外層為石墨烯，內部為納米硅(5)本發(fā)明采用噴霧干燥制備納(見說明書附圖(6)由于噴霧干燥制得的鋰離子電池復合負極材料為球形顆粒，所以材料的振實密度得到提高，從而能量密度得到提高。

10倍，是決定復合材料容量的關鍵活性物質?？筛鶕?jù)實際需要，通過設計硅在復合材料中的含量來決定復合材料的容量。因此，本發(fā)明方法簡單易行，實用化程度高，制備的硅碳復合材料具有可逆容量大、容量可設計、循環(huán)性能和大電流放電能力好、振實密度高等優(yōu)點。 

SID的研磨分散機特別適合于需要研磨分散均質一步到位的物料。研磨分散機為立式分體結構，精密的零部件配合運轉平穩(wěn)，運行噪音在73DB以下。同時采用德國博格曼雙端面機械密封，并通冷媒對密封部分進行冷卻，把泄露概率降到低，保證機器連續(xù)24小時不停機運行。

GMD2000系列研磨分散機的結構：研磨式分散機是由錐體磨,分散機組合而成的高科技產(chǎn)品。

第yi級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為 在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是指定轉子齒的排列，還有一個很重要的區(qū)別是 不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據(jù)以往的慣例，依據(jù)以前的經(jīng)驗指定工作頭來滿 足一個具體的應用。在大多數(shù)情況下，機器的構造是和具體應用相匹配的，因而它對制造出zui終產(chǎn)品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用。

石墨烯包覆硅碳復合負極材料研磨分散機