【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯复合材料，尤其涉及一种金属石墨烯复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0tpa，固有的拉伸强度为130gpa。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(v·s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(insb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(v·s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50～500k之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(v·s)左右。
2、因石墨烯本身具有的众多优异特性，使它在越来越多的领域得到应用，近年来，随着新能源及储能领域的快速发展，石墨烯在电池领域的应用越来越普遍，比如作为电池添加剂直接添加在活性物质中，提升活性物质的孔率、增强活性物质的导电性与充电接受能力，提升电池的抗硫化性能与深循环性能，在板栅合金中添加石墨烯制备成石墨烯合金，能提高合金的导电性与机械性能，能有效解决活性物质与板栅界面结合问题，避免过早出现容量损失，同时能极大提升板栅的耐腐蚀与抗蠕变性能，有效延长电池的使用寿命，正因为石墨烯合金的优异特性，石墨烯合金已在电池能源领域广泛使用。石墨烯在电池上的使用极大的提升了电池的各项性能指标，但石墨烯合金的制备还存在成本高、合金一致性差、石墨烯分散不均匀、石墨烯含量低、纯度低，制备方法复杂，不能根据需要制备特定含量石墨烯等相关的问
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种金属石墨烯复合材料及其制备方法与应用，用以解决现有的金属石墨烯复合材料纯度低、石墨烯布不均匀，制备方法复杂、成本高，现有方法不能按需制备特定含量石墨烯的复合材料等问题中至少一个。
2、第一方面，本专利技术提供了一种金属石墨烯复合材料，所述金属石墨烯复合材料包括石墨烯，所述石墨烯均匀分散在金属基体中，石墨烯含量为0.0014～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～5.0hb，纯度≥99.3％。
3、进一步的，所述金属石墨烯复合材料中，石墨烯含量为0.015～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.8～5.0hb，纯度≥99.3％。
4、进一步的，所述的复合材料通过kcl、zncl2和碳化硼反应制备而成。
5、进一步的，所述金属石墨烯复合材料的制备方法包括：
6、(a)将kcl和zncl2熔融，冷却，粉碎，加入碳化硼，得到混合物；
7、(b)将所述的混合物加入金属或金属合金，加热熔化，得到所述的石墨烯复合材料。
8、进一步的，所述金属石墨烯复合材料中，石墨烯含量为0.0014～0.0023％，石墨烯的层数为至少2层，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～4.7hb，纯度≥99.6％。
9、进一步的，将kcl、zncl2和碳化硼反应，得到母合金，将所述的母合金和金属熔化，得到所述的金属石墨烯复合材料。
10、进一步的，所述金属石墨烯复合材料的制备方法包括：
11、(1)将kcl和zncl2熔融，冷却，粉碎，加入碳化硼，得到混合物；
12、(2)将所述的混合物加入金属或金属合金，加热熔化，得到母合金；
13、(3)将所述的母合金和金属熔化，得到所述的石墨烯复合材料。
14、进一步的，所述的金属为铅、铝或锌中的至少一种。
15、第二方面，本专利技术提供了一种上述的石墨烯复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
16、(a)将kcl和zncl2熔融，冷却，粉碎，加入碳化硼，得到混合物；
17、(b)将所述的混合物加入金属或金属合金，加热熔化，得到所述的石墨烯复合材料；
18、或者所述制备方法包括如下步骤：
19、(1)将kcl和zncl2熔融，冷却，粉碎，加入碳化硼，得到混合物；
20、(2)将所述的混合物加入金属或金属合金，加热熔化，得到母合金；
21、(3)将所述的母合金和金属熔化，得到所述的石墨烯复合材料。
22、第三方面，本专利技术提供了一种上述的石墨烯复合材料在电池材料中的应用。
23、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
24、(1)本专利技术的一种金属石墨烯复合材料中碳改性为石墨烯，所述石墨烯均匀分散在金属基体中，石墨烯含量为0.0014～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～5.0hb，纯度≥99.3％。具体的制备方法中，首先使kcl和zncl2熔融，一方面使盐充分脱水，另一方面熔融后的混合盐熔点降低，在二次熔化时所需的温度更低，有利于反应的进行，可以提高石墨烯的含量。本专利技术中通过增加熔盐预处理，可以在较低的温度与金属或金属合金进行熔化，该温度更有利于反应的进行，使产品中石墨烯含量进一步提高，同时也有利于降低石墨烯尺寸和层数，提高复合材料的纯度；
25、(2)本专利技术的另一种金属石墨烯复合材料，所述的复合材料中碳改性为石墨烯，且石墨烯均匀分散，石墨烯的层数为至少2层，石墨烯含量为0.0014～0.0023％，硬度为4.6～4.7hb，纯度≥99.6％；所述的复合材料制备方法中首先制备母合金，母合金中的碳含量大大超过可溶性极限，可以使得碳在金属熔体中饱和，形成石墨烯结构，随后通过加入金属进行稀释，得到目标含量的金属石墨烯复合材料。本专利技术的方法可以根据需要制备不同石墨烯含量的金属石墨烯复合材料。
26、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料包括石墨烯，所述石墨烯均匀分散在金属基体中，石墨烯含量为0.0014～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～5.0HB，纯度≥99.3％。
2.根据权利要求1所述的金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料中，石墨烯含量为0.015～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.8～5.0HB，纯度≥99.3％。
3.根据权利要求2所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料通过KCl、ZnCl2和碳化硼反应制备而成。
4.根据权利要求3所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料中，石墨烯含量为0.0014～0.0023％，石墨烯的层数为至少2层，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～4.7HB，纯度≥99.6％。
6.根据权利要求5所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，将KCl、ZnCl2和碳化硼反
7.根据权利要求6所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料的制备方法包括：
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述的金属为铅、铝或锌中的至少一种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
10.一种权利要求1-8任一项所述的石墨烯复合材料在电池材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料包括石墨烯，所述石墨烯均匀分散在金属基体中，石墨烯含量为0.0014～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.6～5.0hb，纯度≥99.3％。
2.根据权利要求1所述的金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料中，石墨烯含量为0.015～0.025％，所述金属石墨烯复合材料的硬度为4.8～5.0hb，纯度≥99.3％。
3.根据权利要求2所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料通过kcl、zncl2和碳化硼反应制备而成。
4.根据权利要求3所述的一种金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合材料的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的金属石墨烯复合材料，其特征在于，所述金属石墨烯复合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冰冰，张雄，瓦拉瓦拉多罗卡娃，黄思淼，刘孝伟，周志学，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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