[發明專利]一種連續相海綿狀石墨烯材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410029979.5
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103794791A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李金明
• 申請（專利權）人: 東莞市萬豐納米材料有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所 44284
• 代理人: 楊樹民

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，涉及一種石墨烯材料，具體涉及一種基于泡沫鎳表面沉積連續相海綿狀石墨烯材料及其制備方法。

背景技術

泡沫鎳是由金屬鎳構成的具有許多微小孔隙的一片鎳網板。這種稱之為泡沫鎳的網板多是用來做高效能蓄電池的電極板，由于有許多微小孔隙，使鎳極板充分與蓄電池液接觸，將接觸面積的增大，從而提高了蓄電池的性能，因此被廣泛的用做蓄電池電極板的制造材料。但是由于泡沫鎳是一種片狀體，把它用來做電極材料具有一定的局限性，雜質多，分散性差，電導性差，用它所制作的電池功率密度和能量密度還滿足不了高效能蓄電池的需求，循環穩定性不夠優良，而且材料用途比較單一。目前，也有用來做泡沫鎳和石墨烯來做蓄電池的。其中，石墨烯材料具有＞4000W/m·k的高導熱性參數、＞10⁶cm²/V·S的極高電子傳輸速度、較銀更低的電阻率：10⁶Ω.m，而這些優異性能只有是連續相的石墨烯才會具有，但是，現有的報道及所見到產品均是在做成石墨烯粉碎后，再分散加入到其它材料中去使用，由此所得的非連續相的石墨烯材料并不能充分的體現石墨烯的特性。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于泡沫鎳基板表面沉積的連續相海綿狀石墨烯材料及其制備方法，它將裁切好尺寸、兩端進行噴涂或粘貼封閉處理的泡沫鎳基板放入CVD氣相沉積爐內，通過抽真空排氣、加入H₂保護氣體，再通入氣體CH₄，經過升溫加熱，進行氣相沉積、保溫，于泡沫鎳基板面沉積一種能夠滿足高效能蓄電池功率密度和能量密度要求的連續相海綿狀石墨烯材料，它具有良好的循環穩定性，高熱導率、高導電率、電導性好，極高的電子傳輸速度，解決了現有片狀非連續相石墨烯材料存在的不能達到石墨烯本性的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種連續相海綿狀石墨烯材料，所述材料芯部為一泡沫鎳基板，于泡沫鎳基板表面包覆著采用CVD氣相沉積CH₄氣體獲得的石墨烯、所述石墨烯材料為一塊連續相海綿狀石墨烯。

本發明提供的基于泡沫鎳基板表面沉積所述連續相海綿狀石墨烯材料的制備方法，該石墨烯材料的制備方法由以下步驟組成；

步驟一，按所需尺寸要求裁切泡沫鎳基板；

步驟二，對泡沫鎳基板兩端進行噴涂或粘貼方式的封閉處理；

步驟三，對泡沫鎳基板進行氣相沉積爐表面處理，

⑴.將裝有裁切及兩端處理過的泡沫鎳基板掛架，送入CVD氣相沉積爐，關閉爐后抽真空，真空度為：1.0～2.0×10⁴Pa；

⑵.由CVD氣相沉積爐上方進氣孔先通入保護氣體H₂、然后通入CH₄，升溫加熱CVD氣相沉積爐，爐溫：400℃～1200℃，保溫時間：60～180分鐘；

⑶.將CVD氣相沉積爐冷卻至常溫、通氣升至常壓；

⑷.出爐后即得到兩端截面無石墨烯的連續相海綿狀石墨烯材料

本發明還提供了另一種基于泡沫鎳基板表面沉積連續相海綿狀石墨烯材料的制備方法，所述石墨烯材料制備方法或由以下步驟組成；

步驟一，按所需尺寸要求裁切泡沫鎳基板；

步驟二，對泡沫鎳基板進行氣相沉積爐表面處理，

⑴.將裝有裁切的泡沫鎳基板掛架，送入CVD氣相沉積爐，關閉爐后抽真空，真空度為：1.0～2.0×10⁴Pa；

⑵.由CVD氣相沉積爐上方進氣孔先通入保護氣體H₂、然后通入CH₄，升溫加熱CVD氣相沉積爐，爐溫：400℃～1200℃；氣相沉積時間：60～180分鐘；

⑶.將CVD氣相沉積爐冷卻至常溫、通氣升至常壓；

⑷.出爐后即得到連續相海綿狀石墨烯材料。

本發明所述連續相海綿狀石墨烯材料芯部的泡沫鎳基板，或為泡沫銅鎳基板。