[發(fā)明專利]一種氮摻雜石墨烯聚集體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611079769.2
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN108117057B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;林信平;任茂林;吳猛祥;孫榮嚴(yán)
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/184
• 分類號(hào): C01B32/184
• 代理公司: 11283 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 嚴(yán)政;劉依云<國際申請>=<國際公布>=

1.一種氮摻雜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揮發(fā)性有機(jī)胺蒸氣的存在下進(jìn)行高溫固相處理，所述揮發(fā)性有機(jī)胺蒸氣由揮發(fā)性有機(jī)胺經(jīng)氣化得到且所述揮發(fā)性有機(jī)胺的結(jié)構(gòu)如式(1)所示，且所述高溫固相處理的溫度不低于500℃；

NH₂-R¹-R² 式(1)

其中，R¹為C₁-C₅的脂烴基或C₆-C₁₀的芳烴基，R²為H或NH₂。

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；所述氧化劑選自高錳酸鉀、雙氧水、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，所述揮發(fā)性有機(jī)胺選自甲胺、乙胺、乙二胺、丙胺、丙二胺和苯胺中的至少一種。

7.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條件包括溫度為600-1100℃，時(shí)間為20-600s。

8.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)使惰性氣體通入揮發(fā)性有機(jī)胺溶液中之后進(jìn)入到所述管式爐中，接著在溫度高于500℃下處理20s以上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8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)使惰性氣體通入揮發(fā)性有機(jī)胺溶液中之后進(jìn)入到所述管式爐中，接著在溫度600-1100℃下處理20-600s。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述揮發(fā)性有機(jī)胺溶液的濃度為10-100重量％。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述惰性氣體連續(xù)通入揮發(fā)性有機(jī)胺溶液中并接著連續(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。

12.根據(jù)權(quán)利要求8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。

13.由權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的氮摻雜石墨烯聚集體。

14.權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的氮摻雜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。