[發(fā)明專利]一種特殊殼層結(jié)構(gòu)石墨基碳負(fù)極復(fù)合材料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210114013.2
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102623684A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳召勇;朱華麗
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種特殊殼層結(jié)構(gòu)的石墨基碳負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：通過原位生長納米碳管或碳纖維，釘扎在石墨和無定形碳之間，形成高導(dǎo)電性和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具有石墨//納米碳管或碳纖維/金屬/熱解碳的核//殼結(jié)構(gòu)的碳負(fù)極復(fù)合材料。該制備方法的具體步驟為：

(1)微孔化：將石墨緩緩加入濃度為0.05-3M的液相溶液中，石墨和液相溶液的重量比為0.2-8，在0-80℃攪拌0.5-10小時后，固液分離、反復(fù)洗滌。

(2)浸漬：將表面微孔化石墨浸泡在濃度為0.05-1M鹽溶液中，浸漬溫度為0-80℃，時間為0.5-10小時，經(jīng)固液分離、真空干燥。

(3)氣相沉積：先通1-1000毫升/分鐘的氫氣0.5-5小時，進(jìn)行還原反應(yīng)，然后在流速為1-1000毫升/分鐘的碳源氣體中，500-1200℃下沉積為0.1-5小時，恒溫原位生長納米碳管或碳纖維，稀釋氣體皆為高純氮氣。

(4)表面包覆：將氣相沉積納米碳的石墨浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3-15％的有機碳源溶液中，攪拌0.5-6小時，再在50-120℃繼續(xù)攪拌蒸發(fā)溶劑后，在700-1200℃高溫?zé)峤?-10小時，即得具有石墨//納米碳管或碳纖維/金屬/熱解碳的核//殼結(jié)構(gòu)的碳負(fù)極復(fù)合材料。

2.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟(1)所述石墨包括天然鱗片石墨、微晶石墨、人造石墨和高溫石墨化碳材料(MCMB和CMS)中的一種或一種以上。

3.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟(1)所述液相溶液為氧化性溶液，包括硫酸及硫酸鹽、過硫酸鹽、雙氧水、硝酸及硝酸鹽中的一種或一種以上。

4.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟(2)所述鹽溶液為金屬催化劑鹽溶液，包括Fe、Co、Ni的可溶性鹽中的一種或一種以上。

5.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟(3)所述碳源氣體為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、天然氣、石油液化氣等碳?xì)浠衔镏械囊环N或一種以上。

6.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟(4)所述有機碳源為葡萄糖、蔗糖、樹脂類聚合物、瀝青、聚氯乙烯、聚丙烯腈；選用溶劑為水、乙醇、丙酮、二硫化碳、四氫呋喃中的一種或一種以上。