CN106252631A - 一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法 - Google Patents

一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法，其特点是，包括：硅藻土纯化、多孔硅的制备和多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的制备步骤，制备得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料在电流密度为100mA/g下，首次可逆容量达1275.3mAh/g，循环50次后容量保持在885.7mAh/g，随后循环过程中容量几乎保持不变。由于以硅藻土为原材料，来源广泛，价格低廉，多孔硅与石墨烯复合不仅可以有效地抑制硅的体积效应，还可改善其导电性，具有科学合理、简便易行、电化学性能优异、效果佳等优点，有利于推广应用，容易实现产业化，经济和社会效益显著。

Description

一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负 极材料的方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，是一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法。
背景技术
为满足商业化需求，寻求比容量大、能量密度高、大电流充放电的新型锂离子负极材料成为一个重要的研究方向。研究发现，硅理论比容量高达4200mAh/g，且能与锂形成多种合金化合物，如：Li22Si5、Li13Si4等。但是，硅存在着剧烈的体积效应，在常规的LiPF6电解液中，其表面很难形成稳定的固体电解质界面膜(SEI)，使电极的不可逆容量持续增加，循环性能下降。然而，以硅藻土作硅源制备的多孔硅具有三维多孔结构，在充放电过程中能够有效地吸收硅颗粒膨胀和收缩产生的应力，并且硅藻土具有天然丰度高、价格低廉、无毒无害等优点，更利于商业化。同时，利用石墨烯优异的导电性、高机械强度等特性，对硅基材料进行改性，再通过二者之间良好的界面结合以及优势互补来制备具有特定微观结构的多孔硅/石墨烯复合材料，以改善锂离子电池的电化学性能。
中国专利CN102208636A公开了一种以硅藻土为原料制备多孔硅/炭复合材料及应用。其中以硅藻土为硅源制备多孔硅/炭复合材料降低了制备成本，缓解了硅的体积效应。但是碳层的柔韧性不及石墨烯的好，在导电性和缓冲体积效应方面相比于石墨烯类复合材料差。中国专利CN102306757A公开了一种锂离子电池硅/石墨烯复合负极材料的制备方法，其中以硅粉为硅源制备硅/石墨烯复合材料，制备成本较高，污染环境。
发明内容
本发明的目的在于克服现有制备过程污染环境、成本昂贵的不足，提供一种科学合理、简便易行、成本低廉、电化学性能优异、效果佳、环境友好，以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法。
实现本发明目的采用的技术方案是，一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法，其特征是，它包括如下步骤：
(1)硅藻土纯化：将硅藻土在常压条件下以5～20℃/min的加热速率加热至600～900℃，自然降温退火处理1～4h，去除有机质，用浓度为0.001～0.1mol/L的碱性溶液碱洗2.5～5h，洗涤至中性，然后用4.0～8.0mol/L的酸性溶液在95℃下酸浸4～8h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；
(2)多孔硅的制备：镁还原剂与纯化硅藻土按质量比为1:0.5～2进行混合，在惰性气氛下加热至600～850℃，并保温2～5h，随后冷却到室温，再于浓度为0.1～5.0mol/L酸性溶液中浸泡12～18h，经洗涤干燥，得到多孔硅。
(3)多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的制备：将步骤(2)得到的多孔硅作基底，在催化剂作用下，于管式炉内在保护气氛下以5～10℃/min升温速率加热至800～1100℃，自然降温退火处理5～10min，随后热解碳源石墨烯，沉积时间为10～30min，最后在保护气氛下流速为100～400sccm，以20～50℃/min降温速率冷却到室温得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。
制备的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料中的硅含量为8～85wt.％，石墨烯含量为15～92wt.％；多孔硅孔径分布为100nm～10μm，多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的粒径分布为500nm～50μm。
所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氨水；所述酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或氢氟酸。
所述惰性气氛为氩气或氦气。
所述催化剂为铁、铝、铜、镍、镉、钌、铑、钯中的至少一种。
所述保护气氛为氮气、氩气或氦气。
所述碳源为甲醇、乙醇、乙烯、乙炔、甲烷、乙烷、苯中任意一种。
所述步骤(3)或采用：将多孔硅与氧化石墨烯按质量比1:0.2～20混合，在常温下超声分散5～60min，然后抽滤成膜，再在还原氛围下，加热至600～900℃，保温5～40min，得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。
所述还原氛围为一氧化碳、氢气、氢气与氮气混合气体或氢气与氩气混合气体。
本发明以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法的有益效果是：硅藻土原料储量丰富，价格低廉，具有独特的孔道结构；采用环境友好、简便易行的化学气相沉积法将多孔硅颗粒包裹于石墨烯层，该结构可维持硅颗粒与石墨烯间的紧密接触，保证锂离子电池负极材料良好的电子传导；石墨烯具有很好的韧性，可有效缓冲充放电过程中硅的体积效应，保护锂离子电池负极结构的完整性。其科学合理、电化学性能优异、效果佳。
附图说明
图1为原硅藻土SEM图；
图2为实施例3得到的多孔硅SEM图；
图3为实施例7得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的XRD图；
图4为实施例5得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的Raman图；
图5为实施例2得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的SEM图；
图6为实施例2得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的TEM图；
图7为实施例1得到的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料组装成电池的循环性能测试图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
取2.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以5℃/min升温速率加热至900℃，保温4h，去除有机质，再用浓度为0.01mol/L的氢氧化钠碱洗2.5h，洗涤至中性，然后用6.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸6h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:2混合，在氩气保护下，700℃保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于0.1mol/L的盐酸溶液中酸浸12h，然后洗涤、干燥，得到具有多孔硅；取0.35g多孔硅作基底，在泡沫镍作用下，于管式炉内氦气流速为200sccm下加热至950℃，在氢气流速20sccm下自然降温退火处理5min，随后通过氩气流速来控制乙醇的量，热解沉积石墨烯，沉积时间为30min，最后在氩气流速为300sccm氛围下冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，结果如图7所示。
实施例2：
取2.5g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以8℃/min升温速率加热至800℃，保温4h，去除有机质，再用浓度为0.02M的氢氧化钠碱洗5h，洗涤至中性，然后用6.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸6h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氦气保护下，850℃保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于0.5mol/L的盐酸溶液中酸浸18h，然后去离子水洗涤、80℃下干燥，得到多孔硅；取0.35g多孔硅作基底，在泡沫镍作用下，于管式炉内氩气流速为300sccm下加热至1000℃，在氢气流速为30sccm条件下退火处理10min，随后通入乙炔碳源，流速为12sccm，热解沉积石墨烯，沉积时间为30min，最后在氩气流速为100sccm氛围下冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为，首次可逆容量为1274.4mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量仍有618.6mAh/g。所得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料见图5和图6。
实施例3：
取5.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以10℃/min升温速率加热至650℃，保温2h，去除有机质，再用浓度为0.05M的氢氧化钠碱洗3h，洗涤至中性，然后用6.0M的硫酸溶液在95℃下酸浸5h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下，850℃保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于2.0mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后用去离子水洗涤、80℃下干燥，得到多孔硅见图2；取0.35g多孔硅作基底，在铜粉和镍作用下，于管式炉内氩气流速为200sccm下加热至1000℃，在氢气流速20sccm下退火处理10min，随后通入乙炔碳源，其流速为10sccm，沉积时间为20min，最后在氩气流速为250sccm氛围下冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为84.2％，首次可逆容量为927.4mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环100次后可逆容量仍有537.7mAh/g。
实施例4：
取5.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以15℃/min升温速率加热至800℃，保温2h，去除有机质，再用浓度为0.005mol/L的氢氧化钠碱洗4h，洗涤至中性，然后用5.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸7h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1.5混合，在氩气保护下，750℃保温5h，自然冷却到室温后将固体粉末于3.0mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后经去离子水洗涤、80℃干燥，得到多孔硅；取0.35g多孔硅作基底，在铁粉作用下，于管式炉内氩气流速为100sccm下以8℃/min升温速率加热至1000℃，在氦气流速10sccm下退火处理10min，随后通入乙烷碳源，流速为8sccm，沉积时间为30min，最后在氦气流速为150sccm氛围下冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为86.3％，首次可逆容量为893.3mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环100次后可逆容量为469.5mAh/g。
实施例5：
取3.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以9℃/min升温速率加热至800℃，保温3h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱洗4h，洗涤至中性，然后用6.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸4h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下，750℃保温5h，自然冷却到室温后将固体粉末于2.0mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后经去离子水洗涤、80℃干燥，得到多孔硅；取0.25g多孔硅作基底，在泡沫镍作用下，于管式炉内氩气流速为100sccm下以5℃/min升温速率加热至1050℃，在氦气流速10sccm下退火处理5min，随后通入乙烷碳源，流速为10sccm，沉积时间为30min，最后在氦气流速为200sccm氛围下冷却到室温，得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极，参见图4。将制得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为88.5％，首次可逆容量为1038.6mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环100次后可逆容量为662.7mAh/g。
实施例6：
取2.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以10℃/min升温速率加热至850℃，保温3h，去除有机质，再用浓度为0.05mol/L的氢氧化钠碱洗3h，洗涤至中性，然后用6.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸4h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下，750℃保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于1.5mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后经去离子水洗涤、80℃干燥，得到多孔硅；取0.35g多孔硅作基底，在铜粉作用下，于管式炉内氩气流速为200sccm下以5℃/min升温速率加热至1000℃，在氦气流速10sccm下退火处理5min，随后通入乙烷碳源，流速为10sccm，沉积时间为10min，最后在氦气流速为100sccm氛围下冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为82.6％，首次可逆容量为992.5mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环100次后可逆容量为583.5mAh/g。
实施例7：
取5.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以20℃/min升温速率加热至600℃，保温4h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱2h，洗涤至中性，然后用8.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸4h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下，750℃保温5h，自然冷却到室温后将固体粉末于1.0mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后经去离子水洗涤、80℃干燥，得至多孔硅；取0.20g多孔硅作基底，在铁粉作用下，于管式炉内氩气流速为200sccm下以10℃/min升温速率加热至1100℃，在氦气流速10sccm下退火处理5min，随后通入乙烷碳源，流速为8sccm，沉积时间为20min，最后在氦气流速为400sccm氛围下冷却到室温，得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为81.9％，首次可逆容量为825.2mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环100次后可逆容量为539.1mAh/g。
实施例8：
取2.5g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以20℃/min升温速率加热至900℃，保温2.5h，去除有机质，再用浓度为0.01mol/L的氢氧化钠碱洗4h，洗涤至中性，然后用6.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸6h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1.5混合，在氦气保护下加热至750℃并保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于1.5mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后洗涤、干燥，得到多孔硅；将1.0g多孔硅与0.5g氧化石墨烯混合，超声20min使其分散均匀，然后60℃下真空干燥处理，得多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料；再将其置于高温炉中，通入一氧化碳的混合气，一氧化碳的流量比为1:10，加热至750℃进行高温退火处理，保温10min，使氧化石墨烯还原成石墨烯，然后自然冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为89％，首次可逆容量为857.1mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量仍有538.6mAh/g。
实施例9：
取5.0g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以8℃/min升温速率加热至850℃，保温3h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱洗5.5h，洗涤至中性，然后用4.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸7h，最后经洗涤、干燥，得到纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下，600℃保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于0.1M的盐酸溶液中酸浸20h，然后洗涤、干燥，得到多孔硅；将1.0g多孔硅与2.5g氧化石墨烯混合，超声50min使其分散均匀，然后抽滤成膜，得多孔硅/氧化石墨烯复合材料；再将其置于高温炉中，通入氩气与氢气的混合气，氢气与氩气的流量比为1:10，加热至800℃进行高温退火处理，保温30min，使氧化石墨烯还原成石墨烯，然后自然冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为76.2％，首次可逆容量为876.2mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量为439.8mAh/g。
实施例10：
取2.5g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以5℃/min升温速率加热至800℃，保温4h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱洗3h，洗涤至中性，然后用5.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸7h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:2混合，在氦气保护下加热至800℃并保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于0.1mol/L的盐酸溶液中酸浸15h，然后洗涤、干燥，得到多孔硅；将1.0g多孔硅与18g氧化石墨烯混合，超声30min使其分散均匀，然后60℃下真空干燥处理，得到多孔硅/氧化石墨烯复合材料；再将其置于高温炉中，通入氩气，加热至650℃进行高温退火处理，保温30min，使氧化石墨烯还原成石墨烯，然后自然冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/石墨烯复合材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为81.7％，首次可逆容量为795.6mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量仍有562.4mAh/g。
实施例11：
取3.5g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以20℃/min升温速率加热至1000℃，退火3h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱洗2.5h，洗涤至中性，然后用4.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸8h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:2混合，在氦气保护下加热至800℃并保温4h，自然冷却到室温后将固体粉末于2.0mol/L的盐酸溶液中酸浸18h，然后洗涤、干燥，得到多孔硅；将1.0g多孔硅与1.0g氧化石墨烯混合，超声45min使其分散均匀，然后60℃下真空干燥处理，得多孔硅/氧化石墨烯复合材料；再将其置于高温炉中，通入氢气与氩气的混合气，氢气与氩气的流量比为1:10，加热至900℃进行高温退火处理，保温25min，使氧化石墨烯还原成石墨烯，然后自然冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为76％，首次可逆容量为819.1mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量仍有492.6mAh/g。
实施例12：
取2.5g天然硅藻土，在空气(常压)条件下以10℃/min升温速率加热至600℃，保温3.5h，去除有机质，再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠碱洗5h，洗涤至中性，然后用8.0mol/L的硫酸溶液在95℃下酸浸8h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥得纯化硅藻土；将纯化后的硅藻土与镁粉按质量比1:1混合，在氩气保护下加热至750℃并保温3h，自然冷却到室温后将固体粉末于0.1mol/L的盐酸溶液中酸浸18h，然后洗涤、干燥，得到多孔硅；将1.0g多孔硅与10g氧化石墨烯混合，超声10min使其分散均匀，然后60℃下真空干燥处理，得多孔硅/氧化石墨烯复合材料；再将其置于高温炉中，通入氩气与一氧化碳的混合气，氢气与氮气的流量比为1:10，加热至750℃进行高温退火处理，保温30min，使氧化石墨烯还原成石墨烯，然后自然冷却到室温，得多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。将制得的多孔硅/氧化石墨烯复合锂离子电池负极材料组装电池进行循环性能测试，首次充放电库伦效率为76.2％，首次可逆容量为782.6mAh/g，在电流密度为100mA/g，循环50次后可逆容量仍有562.7mAh/g。
使用本发明的一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法制备的多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料直接用于锂离子电池负极材料；也可以与其它添加剂混合使用，作为锂离子电池负极材料。所述添加剂包括乙炔黑、聚氨酯、聚偏氟乙烯、氮甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、黄原胶、羧基丁苯乳中至少一种。

Claims (10)

1.一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)硅藻土纯化：将硅藻土在常压条件下以5～20℃/min的加热速率加热至600～900℃，自然降温退火处理1～4h，去除有机质，用浓度为0.001～0.1mol/L的碱性溶液碱洗2.5～5h，洗涤至中性，然后用4.0～8.0mol/L的酸性溶液在95℃下酸浸4～8h，最后经去离子水洗涤、80℃下干燥，得到纯化硅藻土；
(2)多孔硅的制备：镁还原剂与纯化硅藻土按质量比为1:0.5～2进行混合，在惰性气氛下加热至600～850℃，并保温2～5h，随后冷却到室温，再于浓度为0.1～5.0mol/L酸性溶液中浸泡12～18h，经洗涤干燥，得到多孔硅；
(3)多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的制备：将步骤(2)得到的多孔硅作基底，在催化剂作用下，于管式炉内在保护气氛下以5～10℃/min升温速率加热至800～1100℃，自然降温退火处理5～10min，随后热解碳源沉积得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料，沉积时间为10～30min，最后在保护气氛下流速为100～400sccm，以20～50℃/min降温速率冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，硅的含量为8～85wt.％，石墨烯含量为15～92wt.％；多孔硅孔径分布为100nm～10μm，多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的粒径分布为500nm～50μm。
3.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氨水。
4.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或氢氟酸。
5.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气或氦气。
6.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述催化剂为铁、铝、铜、镍、镉、钌、铑、钯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述保护气氛为氮气、氩气或氦气。
8.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备的多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述碳源为甲醇、乙醇、乙烯、乙炔、甲烷、乙烷、苯中任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)或采用：将多孔硅与氧化石墨烯按质量比1:0.2～20混合，在常温下超声分散5～60min，然后抽滤成膜，再在还原氛围下，加热至600～900℃，保温5～40min，得到多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料。
10.根据权利要求9所述的一种以硅藻土为原料制备多孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述还原氛围为一氧化碳、氢气、氢气与氮气混合气体或氢气与氩气混合气体。
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