一种石墨烯电池材料的制备方法技术

本发明专利技术属于石墨烯电池技术领域，公开了一种石墨烯电池材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将改性石墨烯、钛酸锂、玻璃纤维、改性银粉加入到超声波搅拌器中，再加入有机溶剂，超声搅拌30

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯电池材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及石墨烯电池
，具体为一种石墨烯电池材料的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是碳的一种单质，与金刚石、石墨等同为碳的同素异形体。石墨烯具有极好的导电性能、透光性能、机械性能及多种优良的性质。石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池；新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点
[0003]但是由于石墨烯是纳米材料，因此在电池材料制备的过程中加入难免会出现分散难、易团聚等技术难题，继而影响成品电池材料的力学性能和导电性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨烯电池材料的制备方法，解决了石墨烯电池材料制备过程中由于出现分散难、易团聚技术难题，继而影响成品电池材料的力学性能和导电性能的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种石墨烯电池材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将改性石墨烯、钛酸锂、玻璃纤维、改性银粉加入到超声波搅拌器中，再加入有机溶剂，超声搅拌30
‑
60分钟，制得混合溶液A；
[0008]S2、将分散剂加入到S3中的混合溶液A中，放入到锅炉中加热到120
‑
140℃，进混合均匀搅拌1
‑
1.5小时，制得混合溶液B；
[0009]S3、将制得的混合溶液B放置在密闭的冷却箱中，在室温的状态下进行冷却；
[0010]S4、将粘结剂加入到S5中的混合溶液B中，在真空的状态下搅拌混合0.5
‑
1小时，调节粘度至1000
‑
3000mPa
·
s，得到凝胶状混合物；
[0011]S5、将S6中得到凝胶状混合物放入到管式炉中，通入惰性气体控制温度在600
‑
800℃，烧结4
‑
5小时即可得到石墨烯电池材料。
[0012]作为上述技术方案的进一步描述：所述改性石墨烯是表面改性的石墨烯，所述表面改性石墨烯包含石墨烯、表面改性剂，所述表面改性的石墨烯的各组分按照重量份数组成：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：所述改性石墨烯的制备：所述改性石墨烯按照重量份数为：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份进行称量混合后，在超声分散机上进行超声分散20
‑
60min，然后进行过滤，烘干得到改性石墨烯。
[0014]作为上述技术方案的进一步描述：所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、锆铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：所述改性银粉为银粉、纳米碳、硅烷偶联剂和二硼化钛在煅烧炉中在300
‑
400℃下烧结3
‑
4h后粉碎制得，且银粉、纳米碳、硅烷偶联剂和二
硼化钛的混合比例为30∶2∶1∶3。
[0016]作为上述技术方案的进一步描述：所述有机溶剂为丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯、丙二醇丁醚中的至少两种。
[0017]作为上述技术方案的进一步描述：所述分散剂包括五水偏硅酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、辛基酚聚氧乙烯醚和烷基萘磺酸钠中的一种或多种组合物。
[0018]作为上述技术方案的进一步描述：所述粘结剂包括松香树脂、环氧树脂、聚丙烯酸酯和乙烯
‑
丙烯酸共聚物中的一种或多种组合物。
[0019]作为上述技术方案的进一步描述：所述S1中超声搅拌的频率为40
‑
60kHZ，所述S4中的粘结剂分2
‑
5次添加，每次添加间隔时间为10
‑
15分钟。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种石墨烯电池材料的制备方法，具备以下有益效果：
[0021](1)本专利技术制备的石墨烯电池材料，通过表面活性剂对石墨烯进行改性处理，不仅改善了石墨烯的表面活性，增强了其与其他各组分之间的相容性，提高了成品电池材料的力学性能，电池具有优异的导电性能，且放电比容量高，振实密度高，性能稳定，循环使用率高，制备工艺简单，有利于实现工业化生产，具有较好的经济效益和社会效益。
[0022](2)本专利技术通过改性银粉、分散剂、粘结剂等的加入，更进一步的使得改性石墨烯达到良好的分散效果，解决了现有石墨烯电池分散难、易团聚的问题。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]一种石墨烯电池材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1、将改性石墨烯、钛酸锂、玻璃纤维、改性银粉加入到超声波搅拌器中，再加入有机溶剂，超声搅拌30
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60分钟，超声搅拌的频率为40
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60kHZ，制得混合溶液A；
[0026]S2、将分散剂加入到S3中的混合溶液A中，放入到锅炉中加热到120
‑
140℃，进混合均匀搅拌1
‑
1.5小时，制得混合溶液B；
[0027]S3、将制得的混合溶液B放置在密闭的冷却箱中，在室温的状态下进行冷却；
[0028]S4、将粘结剂加入到S5中的混合溶液B中，其中，粘结剂分2
‑
5次添加，每次添加间隔时间为10
‑
15分钟，在真空的状态下搅拌混合0.5
‑
1小时，调节粘度至1000
‑
3000mPa
·
s，得到凝胶状混合物；
[0029]S5、将S6中得到凝胶状混合物放入到管式炉中，通入惰性气体控制温度在600
‑
800℃，烧结4
‑
5小时即可得到石墨烯电池材料。
[0030]其中，改性石墨烯是表面改性的石墨烯，表面改性石墨烯包含石墨烯、表面改性剂，表面改性的石墨烯的各组分按照重量份数组成：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份。
[0031]改性石墨烯的制备：改性石墨烯按照重量份数为：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份进行称量混合后，在超声分散机上进行超声分散20
‑
60min，然后进行过滤，烘干得到改性石墨烯。
[0032]具体的，表面改性剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、锆铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
[0033]进一步的，改性银粉为银粉、纳米碳、硅烷偶联剂和二硼化钛在煅烧炉中在300
‑
400℃下烧结3
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4h后粉碎制得，且银粉、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电池材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将改性石墨烯、钛酸锂、玻璃纤维、改性银粉加入到超声波搅拌器中，再加入有机溶剂，超声搅拌30
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60分钟，制得混合溶液A；S2、将分散剂加入到S3中的混合溶液A中，放入到锅炉中加热到120
‑
140℃，进混合均匀搅拌1
‑
1.5小时，制得混合溶液B；S3、将制得的混合溶液B放置在密闭的冷却箱中，在室温的状态下进行冷却；S4、将粘结剂加入到S5中的混合溶液B中，在真空的状态下搅拌混合0.5
‑
1小时，调节粘度至1000
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3000mPa
·
s，得到凝胶状混合物；S5、将S6中得到凝胶状混合物放入到管式炉中，通入惰性气体控制温度在600
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800℃，烧结4
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5小时即可得到石墨烯电池材料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电池材料的制备方法，其特征在于：所述改性石墨烯是表面改性的石墨烯，所述表面改性石墨烯包含石墨烯、表面改性剂，所述表面改性的石墨烯的各组分按照重量份数组成：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯电池材料的制备方法，其特征在于：所述改性石墨烯的制备：所述改性石墨烯按照重量份数为：石墨烯85～99份、表面改性剂1～15份进行称量混合后，在超声分散机上进行超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，张茂振，杨永欣，李杜，
申请(专利权)人：新泰钠博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：