[發明專利]石墨烯的新型制備方法

在審

• 申請號: 201711028733.6
• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN107879327A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉興翀;魏欣;魏澤忠
• 申請（專利權）人: 成都格萊飛科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及照明技術領域，特別是石墨烯的新型制備方法。

背景技術

鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負極材料之間可逆地嵌入和脫嵌的過程。

在充電時正極材料中的Li+脫離正極，進入電解液，通過隔膜向負極遷移，在負極上捕獲電子而被還原，并貯存在層狀結構材料中；放電時，負極中的鋰會失去電子而形成Li+，進入電解液，穿過隔膜向正極方向遷移，并貯存在正極材料中。理想的鋰離子電池應具有比容量高、密度大、能量密度高、安全性好、低溫性能好、倍率性能佳、壽命長等品質，這就要求其正負極材料需具備比表面積大、導電性好、內阻小、電解液浸潤性好等特點。碳基材料作為鋰電池正負極材料而備受關注。現在使用的碳基材料有活性炭、活性炭纖維、炭氣凝膠以及碳納米管等，但上述的碳基材料由于達到的比容量不理想、純度不夠高或制備生產過程程序復雜、成本高而限制了其應用。石墨烯因其優異的電學性能、超高的比表面積、優良的化學穩定性和熱力學穩定性而被認為是一種理想的鋰離子電池電極材料。

現在常見的石墨烯制備時，通常是將石墨烯粉末置于去離子水、或置于去離子水和乙醇的混合物中，通過攪拌或超聲波的方法，是石墨烯粉末懸浮于去離子水、或去離子水和乙醇的混合物中，但是這樣只能讓一部分石墨烯粉末懸浮，還有相當多的粉末未懸浮，不僅成本高，而且許多的石墨烯粉末每次只能提取極少的石墨烯層，工作效率及其低下。

針對上述情況，本發明提供石墨烯的新型制備方法，比較實用、完美和方便地解決了上述問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供生產成本低、工作效率高的石墨烯的新型制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：石墨烯的新型制備方法，它包括以下步驟：

S1、混合，將高純膨脹石墨、陰離子型有關表面活性劑、分散劑、消泡劑和溶劑置于反應釜中機械攪拌30~120min ，形成混合料漿；

S2、粉碎，將上述混合料漿置于烘箱內進行烘干，烘干溫度為100℃~150℃，烘干后形成固體，將上述固體進行粉碎，形成粒徑小于100μm的粉碎顆粒；

S3、鋪放，在低溫裝置中，將形成平面的鯨蠟醇豎直放置，通過吹風機構將粉碎顆粒吹至金蠟醇面，一些粉碎顆粒粘在鯨蠟醇面上，而其他的粉碎顆粒掉落；

S4、形成，將粘有粉碎顆粒的鯨蠟醇快速地從低溫裝置中取出，并將其置于去離子水和乙醇的混合物中，逐漸加熱去離子水和乙醇混合形成的溶液，讓鯨蠟醇逐漸揮發，從而讓鯨蠟醇中的粉碎顆粒懸浮在去離子水和乙醇的混合物表面，過濾并快速烘干得到高純度的石墨烯粉末。

所述的步驟S3中的鯨蠟醇也能夠置換成其他易揮發性醇類。

所述的步驟S3中，掉落的粉碎顆粒被收集重新利用。

所述的陰離子型有關表面活性劑為脂肪酸鈉和鈦酸酯；分散劑為聚乙烯醇。

所述的快速烘干具體方式為微波烘干或真空烘干。

本發明具有以下優點：通過先將粉碎顆粒鋪放在鯨蠟醇表面，多余的粉碎顆粒被重新收集利用，節約了成本；將將鯨蠟醇置于去離子水和乙醇的混合物中，無需攪拌或超聲波即可實現粉碎顆粒懸浮在去離子水和乙醇的混合物表面，讓更多的粉碎顆粒懸浮，在制作等量的石墨烯粉末時，采用本方案，工作時間，遠小于常規方法，提高了工作效率，。

具體實施方式

【實施例一】

石墨烯的新型制備方法，它包括以下步驟：

S1、混合，將高純膨脹石墨、陰離子型有關表面活性劑、分散劑、消泡劑和溶劑置于反應釜中機械攪拌50min ，形成混合料漿；

S2、粉碎，將上述混合料漿置于烘箱內進行烘干，烘干溫度為100℃，烘干后形成固體，將上述固體進行粉碎，形成粒徑小于100μm的粉碎顆粒；

S3、鋪放，在低溫裝置中，將溫度調節為3℃，將形成平面的鯨蠟醇豎直放置，通過吹風機構將粉碎顆粒吹至金蠟醇面，一些粉碎顆粒粘在鯨蠟醇面上，而其他的粉碎顆粒掉落；

S4、形成，將粘有粉碎顆粒的鯨蠟醇快速地從低溫裝置中取出，并將其置于去離子水和乙醇的混合物中，逐漸加熱去離子水和乙醇混合形成的溶液，讓鯨蠟醇逐漸揮發，從而讓鯨蠟醇中的粉碎顆粒懸浮在去離子水和乙醇的混合物表面，過濾真空烘干得到高純度的石墨烯粉末。

【實施例二】

S1、混合，將高純膨脹石墨、陰離子型有關表面活性劑、分散劑、消泡劑和溶劑置于反應釜中機械攪拌110min ，形成混合料漿；