[發(fā)明專利]一種氮摻雜多孔石墨烯聚集體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611079237.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN108123112B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林信平;任茂林;陳剛;吳猛祥;孫榮嚴(yán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/184
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴(yán)政;劉依云

1.一種氮摻雜多孔石墨烯聚集體的制備方法，其特征在于，該方法包括將層狀石墨、氧化劑和酸液進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到可膨脹石墨，然后將所述可膨脹石墨在惰性氣氛中并在攜帶有含氮化合物分子的水蒸氣的存在下進(jìn)行高溫固相處理，且所述高溫固相處理的溫度不低于500℃，所述含氮化合物選自尿素、碳酸銨和碳酸氫銨中的至少一種；

其中，所述高溫固相處理的條件包括溫度為600-1100℃，時(shí)間為20-600s；

所述氧化劑選自高錳酸鉀、重鉻酸鹽、過硫酸鹽、高氯酸鹽和三氯化鐵中的至少一種；

所述過硫酸鹽選自過硫酸鉀和過硫酸鈉，所述高氯酸鹽選自高氯酸銫、高氯酸鋰、高氯酸鎂、高氯酸鉀和高氯酸鈉；

其中，所述可膨脹石墨的層間存在酸根離子以及金屬離子，得到的氮摻雜多孔石墨烯的片層上具有多孔結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對(duì)于100重量份的所述層狀石墨，所述氧化劑的用量為10-200重量份，所述酸液的用量為100-1000重量份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述層狀石墨選自鱗片石墨、插層石墨、氧化石墨和熱解石墨中的至少一種；所述酸液選自硫酸、硝酸、乙酸、高氯酸、磷酸、甲酸和鹽酸中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度為30-100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-10h。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述氧化反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度為30-80℃，反應(yīng)時(shí)間為1-6h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述高溫固相處理的方式包括將所述可膨脹石墨置于管式爐內(nèi)，同時(shí)使惰性氣體通入所述含氮化合物的水溶液中之后進(jìn)入到所述管式爐中，接著在溫度為600-1100℃下處理20-600s。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述含氮化合物的水溶液中含氮化合物的濃度為0.1-40重量%。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述惰性氣體連續(xù)通入所述含氮化合物的水溶液中并接著連續(xù)進(jìn)入所述管式爐中，且相對(duì)于100g的所述可膨脹石墨，所述惰性氣體的流量為5-600mL/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述惰性氣體選自氮?dú)夂驮刂芷诒砹阕鍤怏w中的至少一種。

10.由權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的氮摻雜多孔石墨烯聚集體。

11.權(quán)利要求10所述的氮摻雜多孔石墨烯聚集體作為鋰離子電池正極材料導(dǎo)電劑或負(fù)極材料的應(yīng)用。