[發(fā)明專利]一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710654697.8
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107394179A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾凡焱;張曉雪;朱珠;閆波
• 申請（專利權(quán)）人: 江西師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)36126
• 代理人: 黃晶

1.一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：氧化錳為開放式大孔納米片狀結(jié)構(gòu)，均勻地生長在或者覆蓋在石墨烯表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：納米片的尺寸為20-300nm，納米片組合成的大孔孔徑50-500nm，且表現(xiàn)出大的比表面積。

3.一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包含以下步驟：

(1)制備出氧化石墨；

(2)稱取步驟1制備的氧化石墨置入盛有去離子水的圓底燒瓶，超聲分散均勻，得均一的氧化石墨烯懸浮液；

(3)將KMnO₄加入到步驟2中的懸浮液中攪拌均勻，得混合溶液；

(4)將步驟3的混合溶液置入聚四氟乙烯內(nèi)膽中，將不銹鋼高壓反應(yīng)釜擰緊置入程序控溫的鼓風(fēng)干燥箱中，加熱處理并保持恒溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1中的鱗片狀石墨顆粒大小為300目；所述步驟2中超聲所得氧化石墨烯水溶液濃度為1-2.5mg mL^-1；所述步驟3中高錳酸鉀的加入量為0.001-0.003mol；所述步驟4中聚四氟乙烯的內(nèi)膽的容量為100mL，反應(yīng)的內(nèi)膽填充度為50-80％，水熱反應(yīng)的溫度為120-180℃，時(shí)間為10-18h。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：聚四氟乙烯的內(nèi)膽的容量為100mL，反應(yīng)的內(nèi)膽填充度為80％，水熱反應(yīng)的溫度為120℃，時(shí)間為12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：單溫區(qū)開啟式真空管式爐按3-5℃ min^-1的速率升溫，升至500-800℃，保持惰性氣體環(huán)境，惰性氣體為99.99％的氮?dú)饣驓鍤猓瑹崽幚?-3h。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：單溫區(qū)開啟式真空管式爐按5℃ min^-1的速率升溫，升至600℃，保持惰性氣體環(huán)境，惰性氣體為99.99％的氮?dú)饣驓鍤猓瑹崽幚?h。

8.一種權(quán)利要求6-7任一項(xiàng)所述方法制備的石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片鋰離子負(fù)極材料，其特征在于：具有高的可逆容量，其中0.5A/g的容量達(dá)819.8mAh/g、高比功率性能，其中2.5A/g的容量為690.5mAh/g，5A/g的容量達(dá)520.1mAh/g、長循環(huán)穩(wěn)定性能，其中1.5A/g循環(huán)200次后，仍具有606.2mAh/g的容量，且保持率達(dá)127％。

9.一種石墨烯模板垂直生長大孔氧化錳納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于：應(yīng)用于高性能鋰離子電池的負(fù)極。