[發明專利]一種鋰電池用石墨烯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611247051.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106784844A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王維根
• 申請（專利權）人: 南京悠谷知識產權服務有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;C04B35/52;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請屬于石墨烯材料的制備領域，尤其涉及一種鋰電池用石墨烯材料及其制備方法。

背景技術

隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。

在發現石墨烯以前，大多數物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發現立即震撼了凝聚體物理學學術界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在,但是單層石墨烯在實驗中被制備出來。

消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年，平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片，為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已制造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏，相信大規模商用指日可待。

石墨烯的出現在科學界激起了巨大的波瀾。人們發現，石墨烯具有非同尋常的導電性能，超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性，它的出現有望在現代電子科技領域引發一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統的半導體和導體，例如硅和銅遠沒有石墨烯表現得好。由于電子和原子的碰撞，傳統的半導體和導體用熱的形式釋放了一些能量，2013年一般的電腦芯片以這種方式浪費了72%-81%的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會被損耗，這使它具有了非比尋常的優良特性。

另一方面，新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研制出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板，可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外，石墨烯超級電池的成功研發，也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。

由于高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用于航天領域的石墨烯傳感器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。

中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟率領貝特瑞、正泰集團、常州第六元素、億陽集團等四家上市公司的代表參加了西班牙的石墨烯會議，并分別與意大利、瑞典代表團簽訂了深度戰略合作協議，為“石墨烯全球并購，中國整合”戰略打響了第一槍。此外，3月初全球首批3萬部量產石墨烯手機在重慶發布，開啟了石墨烯產業化應用的新時代。石墨烯入選“十三五”新材料規劃已經基本落定，預計2015年將成為中國石墨烯產業爆發元年，隨著社會城市化、科技化、人性化的發展，設計一種穩定性好、產率高且工藝簡單的鋰電池用石墨烯材料及其制備方法，成本低廉，以滿足市場需求，是非常必要的。

發明內容

解決的技術問題：

本申請針對現有石墨烯材料產率低、制備工藝復雜和穩定性差等技術問題，提供一種鋰電池用石墨烯材料及其制備方法。

技術方案：

一種鋰電池用石墨烯材料，所述鋰電池用石墨烯材料的原料按重量份數配比如下：氫氧化鉀100份，活性炭35-55份，鎳鈷錳酸鋰4-8份，氧化石墨烯20-40份，氫氧化鈉1-5份，硼氫化鈉4-8份，硝酸鋰24-28份，三乙烯四胺3-7份，N,N-二乙基羥胺6-10份，N,N-二乙基乙醇胺5-9份，乙醇15-35份，乙二醇10-30份，甲酰胺5-25份，硝酸銨2-6份。

作為本發明的一種優選技術方案：所述鋰電池用石墨烯材料的原料按重量份數配比如下：氫氧化鉀100份，活性炭35份，鎳鈷錳酸鋰4份，氧化石墨烯20份，氫氧化鈉1份，硼氫化鈉4份，硝酸鋰24份，三乙烯四胺3份，N,N-二乙基羥胺6份，N,N-二乙基乙醇胺5份，乙醇15份，乙二醇10份，甲酰胺5份，硝酸銨2份。

作為本發明的一種優選技術方案：所述鋰電池用石墨烯材料的原料按重量份數配比如下：氫氧化鉀100份，活性炭55份，鎳鈷錳酸鋰8份，氧化石墨烯40份，氫氧化鈉5份，硼氫化鈉8份，硝酸鋰28份，三乙烯四胺7份，N,N-二乙基羥胺10份，N,N-二乙基乙醇胺9份，乙醇35份，乙二醇30份，甲酰胺25份，硝酸銨6份。