[實用新型]一種用于制備石墨烯材料的匣缽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720658026.4
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN206940439U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安軍偉
• 申請（專利權(quán)）人: 烏蘭察布市大盛石墨新材料股份有限公司
• 主分類號: C01B32/192
• 分類號: C01B32/192
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33250
• 代理人: 李麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于制備石墨烯材料的匣缽。

背景技術(shù)

由于新能源技術(shù)特別是電動汽車技術(shù)的發(fā)展，對高容量高功率密度的高性能動力電池等提出了巨大需求。作為一種高電導(dǎo)率的二維納米材料，石墨烯被認(rèn)為是高性能的動力電池用導(dǎo)電劑的關(guān)鍵材料之一。

現(xiàn)有的石墨烯的制備方法為化學(xué)氧化還原法、機械剝離法、CVD氣相沉積法等。然而，該些方法所制造出的石墨烯均有缺陷。比如，采用化學(xué)氧化還原法，雖然石墨烯的厚度較小，單層率高，但是在氧化過程對石墨烯會造成了較大破壞，產(chǎn)生空洞以及引入其他官能團(tuán)、大量的硫元素、以及鐵鈷鎳錳等金屬雜質(zhì)，而大大影響石墨烯的電導(dǎo)率，導(dǎo)致后續(xù)應(yīng)用于電池時有損電池的性能。采用機械剝離法，雖然石墨烯的電導(dǎo)率高，但是存在石墨烯的厚度較厚、層數(shù)較多的缺點，而該方法最大問題是：所采用的原料為鱗片石墨、可膨脹石墨或者膨脹蠕蟲石墨，在通過液相或者氣相等方法進(jìn)行物理機械剝離時，該原料的內(nèi)部帶有大量的硫元素，以及殘留的鐵鈷鎳錳鉀鈣等雜質(zhì)，雜質(zhì)的含量大大超標(biāo)，因而會損害電池的性能。采用CVD氣相沉積法，雖然得到的石墨烯具有單層或者雙層的厚度較薄的特點，電導(dǎo)率極高，但是由于需利用帶有大量的金屬鎳等的基底，該基底需進(jìn)行溶解剝離，導(dǎo)致石墨烯的產(chǎn)量極低，無法用作大規(guī)模的成噸級別的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種可用于大規(guī)模制備導(dǎo)電性能優(yōu)異的石墨烯材料的匣缽。

本實用新型提供一種用于制備石墨烯材料的匣缽，所述匣缽包括匣缽主體和匣蓋，所述匣缽主體的頂部為開口，所述匣蓋蓋于匣缽主體的頂部，其中，

所述匣缽主體包括外匣壁體以及外匣壁體形成的外空腔，所述外匣壁體設(shè)有一缺口，使得外空腔與外界相連通；

所述匣缽主體中還設(shè)有一內(nèi)匣，所述內(nèi)匣包括內(nèi)匣壁體以及內(nèi)匣壁體形成的內(nèi)空腔，所述內(nèi)匣的頂部為開口，所述內(nèi)空腔與外空腔相連通；

所述匣蓋包括匣蓋頂和匣蓋壁體，所述匣蓋壁體置于所述匣缽主體的外空腔內(nèi)，所述匣蓋壁體的高度小于所述外匣壁體的高度。

優(yōu)選的，所述內(nèi)匣壁體由一對第一擋板以及一對第二擋板組成，該第一擋板的高度大于第二擋板的高度。

優(yōu)選的，所述匣蓋頂由一頂板以及第一凹部組成，所述第一凹部形成于所述頂板的四周，所述第一凹部在所述頂板的表面上任一方向的最小尺寸均大于所述匣缽主體的外匣壁體的厚度。

優(yōu)選的，在所述第一凹部設(shè)至少一第二凹部，所述第二凹部在x方向的長度大于所述匣缽主體的外匣壁體的厚度。

優(yōu)選的，所述匣缽的材料為高密度石墨。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述匣缽具有以下優(yōu)點：

所述內(nèi)匣、匣蓋壁體將所述匣缽主體的內(nèi)部空間分為三個相互連通的子空間(內(nèi)空腔、第一子外腔、第二子外腔)。外匣壁體的缺口、內(nèi)匣、匣蓋壁體、外匣壁體的設(shè)計形成該特殊的復(fù)雜“迷宮”式的結(jié)構(gòu)，有利于形成較長以及蜿蜒的氣體通道。所述外匣壁體的缺口的作用在于，使得外空腔與外界連通，在制備石墨烯材料的過程中，可將原料中產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體如水、二氧化硫排放至外界。當(dāng)將氧化石墨置于所述內(nèi)匣的內(nèi)空腔內(nèi)時，在高溫的作用下，粉狀的氧化石墨在發(fā)生爆炸式的剝離還原后得到石墨烯材料，石墨烯材料與二氧化硫等氣體所形成的氣流式混合物一起流動，當(dāng)遇到起阻隔作用的內(nèi)匣壁體(即第一擋板、第二擋板)、匣蓋壁體以及外匣壁體時，氣流式混合物會與之發(fā)生碰撞，從而使二氧化硫等氣體排出，石墨烯粉體被沉積下來，大大提高石墨烯材料的收得率。

該匣缽的結(jié)構(gòu)簡單，制備該匣缽的方法簡單，原料易得、價格低廉，適合大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

在使用時，將氧化石墨放入該匣缽中，然后對氧化石墨在高溫下進(jìn)行還原得到石墨烯材料。

相對于現(xiàn)有方法中所使用的制備容器或基底而言，由于該匣缽的材料為高密度石墨，因而避免引入其他額外的雜質(zhì)，同時該匣缽作為制備空間場所，后續(xù)無需如CVD方法剝離基底的步驟，大大方便了石墨烯材料的制備。

附圖說明

圖1為本實用新型所述匣缽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所述匣缽的分解示意圖。

圖3為圖1所述匣缽的匣缽主體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1所述匣缽的匣蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。