[發明專利]石墨化炭納米帶及其復合材料的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910362221.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111847440B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 何海勇;趙澤華;王德宇;陳偉林;潘林海;陳勤勤
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01B32/20
• 分類號: C01B32/20;B82Y40/00;H01M4/583;H01M10/0525;B01J32/00;B01J21/18
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

1.一種石墨化炭納米帶薄膜的制備方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步驟：

a）制備模板相材料；

b）采用化學氣相沉積法在所述模板相材料表面生長石墨化炭膜層，得到石墨化炭膜層；

c）除去所述模板相材料，得到所述石墨化炭納米帶交織形成的石墨化炭納米帶薄膜；

所述石墨化炭納米帶單根的厚度為15nm-30nm；

所述石墨化炭納米帶單根的寬度為0.5μm-5μm；

所述石墨化炭納米帶單根的長度為10μm-10000μm；

步驟a）中所述模板相材料包括納米級纖維材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨化炭納米帶上附有電化學活性納米顆粒。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，附有電化學活性納米顆粒的石墨化炭納米帶的厚度為15nm-30nm。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述電化學活性納米顆粒為無機納米顆粒；

所述無機納米顆粒為具有電化學活性的無機化合物納米顆粒。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述電化學活性納米顆粒為無機納米顆粒；

所述無機納米顆粒為氧化錫或單質錫。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述石墨化炭納米帶薄膜的厚度為1μm~50μm。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米級纖維材料選自氧化硅納米級纖維材料、氧化鋁納米級纖維材料和氧化鎂納米級纖維材料中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米級纖維材料的纖維直徑為200nm-3000nm。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a）中所述模板相材料使用紡絲液通過靜電紡絲法制備得到。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述紡絲液中添加無機物；

所述無機物包括金屬納米顆粒、具有電化學活性的無機化合物納米顆粒中的至少一種。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述無機物與所述紡絲液的質量比為1:100~1：100000。

12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述無機物與所述紡絲液的質量比為1:1000。

13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b）所述化學氣相沉積法中生長所述石墨化炭膜層所用炭源為甲烷、乙炔、和乙烯中的至少一種。

14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b）所述化學氣相沉積法中生長所述石墨化炭膜層的溫度為1000~1500℃，保溫時間為5~15分鐘。

15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c）所述模板相材料采用化學溶蝕方法去除。

16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述化學溶蝕方法的處理時間為2~24h；所述化學溶蝕方法所用溶蝕劑為氫氟酸、氫氧化鈉、鹽酸和硝酸溶液中的至少一種。

17.一種根據權利要求1至16中任一項所述的方法制備得到的石墨化炭納米帶薄膜在導電材料、催化劑載體或者新能源領域中的應用。

18.一種鋰離子電池，其特征在于，包括根據權利要求1至16中任一項所述的方法制備得到的石墨化炭納米帶薄膜。