[發明專利]應用于鋰離子電池的石墨烯摻雜導電劑及其合成工藝

在審

• 申請號: 201910265579.7
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109888291A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 車春玲
• 申請（專利權）人: 山東星火科學技術研究院
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于鋰離子電池的石墨烯摻雜導電劑，其特征在于：包括納米碳纖維/石墨烯/納米碳管復合材料。

2.一種應用于鋰離子電池的石墨烯摻雜導電劑的合成工藝，其特征在于：包括以下步驟：

(1)四氧化三鈷/石墨烯催化劑的制備：稱取0.1g～0.5g的氧化石墨烯粉末加入到10ml～50ml的去離子水中，超聲處理30min～60min，得到均勻分散的石墨烯懸浮液，在溶液中加入0.5g～0.8g四水乙酸鈷，攪拌15min～30min后，將混合溶液倒入水熱反應釜，混合溶液在反應釜中80℃～100℃溫度下反應2h～5h小時；

然后將反應后的混合液體進行離心10min～30min，取下層顆粒物，采用乙醇或蒸餾水對顆粒物進行清洗，然后置于60℃～80℃的烘燥箱中干燥20h～24h，即獲得四氧化三鈷/石墨烯催化劑；

(2)多層石墨烯-納米碳管顆粒的制備：稱取0.2g～0.5g碳納米管(CNT)，加入100ml～200mlN-甲基吡咯烷酮中，超聲攪拌30～60min，然后加入1g～3g四氧化三鈷/石墨烯催化劑，球磨混合2h～6h，然后超聲攪拌30～60min，形成石墨烯/納米碳管懸浮液；

將石墨烯/納米碳管懸浮液置于石英反應釜中，在N₂和C₂H₂雙重保護氣氛下，加熱至500℃～650℃，保溫1h～2h，即獲得多層石墨烯-納米碳管顆粒；

(3)納米碳纖維/石墨烯/納米碳管復合材料的制備：量取100ml～200ml乙醇和去離子水的混合溶劑，加入0.5g～1g的納米碳纖維(VGCF)，超聲1h～1.5h后，制備均勻分散的納米碳纖維懸浮液，然后加入0.2g～0.5g多層石墨烯-納米碳管顆粒，室溫條件下，磁攪拌10h～12h小時，經過離心10min～30min后，置于在500℃～700℃的真空烘箱中干燥15h～24h，得到納米碳纖維/石墨烯/納米碳管復合材料；

(4)制得的納米碳纖維/石墨烯/納米碳管復合材料可作為一種新型石墨烯摻雜導電劑，可良好的被應用于鋰電子電池。

3.根據權利要求2所述的一種應用于鋰離子電池的石墨烯摻雜導電劑及其合成工藝，其特征在于：所述N₂和C₂H₂雙重保護氣氛是指N₂和C₂H₂的體積比為3:1。

4.根據權利要求2所述的一種應用于鋰離子電池的石墨烯摻雜導電劑及其合成工藝，其特征在于：所述混合溶劑是指以乙醇和去離子水體積比為8:2制成的混合溶液。