[發(fā)明專利]石墨烯導電復合材料及其制備方法和應用以及鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN114426668B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 孫賽;張絲雨;董文芊;高煥新
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京至臻永信知識產權代理有限公司 11568
• 代理人: 張寶香;彭曉玲

1.一種用于鋰離子電池的石墨烯導電復合材料，包括石墨烯和共軛共聚物，其中共軛共聚物通過炔基與石墨烯接枝；所述石墨烯為用4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽對石墨烯進行預處理后的石墨烯；所述的4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽與石墨烯的質量比為3-6:1；

所述共軛共聚物為聚芳炔共聚物、聚芴共聚物、聚噻吩共聚物以及聚噻吩衍生物共聚物中的至少一種；

所述聚芳炔共聚物為1,4-二炔基苯-三苯胺共聚物；所述聚芴共聚物為1,4-二炔基苯-9-己基芴共聚物；所述聚噻吩共聚物為1,4-二炔基苯-3-己基噻吩共聚物、1,4-二炔基苯-噻吩共聚物中的至少一種；所述聚噻吩衍生物共聚物為1,4-二炔基苯-3,4-乙烯二氧噻吩共聚物。

2.按照權利要求1所述的石墨烯導電復合材料，其特征在于，所述的石墨烯為少層石墨烯。

3.按照權利要求1或2所述的石墨烯導電復合材料，其特征在于，所述的石墨烯，尺寸為0.05-5.0μm。

4.按照權利要求1所述的石墨烯導電復合材料，其特征在于，以所述石墨烯導電復合材料的總質量為基準，所述石墨烯的質量含量為85％-99％，所述共軛共聚物的質量含量為1％-15％。

5.權利要求1-4任一所述石墨烯導電復合材料的制備方法，包括以下步驟：

用4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽對石墨烯進行預處理，以及共軛共聚物在預處理后石墨烯存在下的聚合。

6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，所述石墨烯的預處理包括：在劇烈攪拌下，將4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽水溶液滴加到石墨烯的水分散液中，在處理溫度為-5℃-40℃下處理30min-180min，經干燥，得到預處理后的石墨烯。

7.按照權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽水溶液的質量濃度為40％-70％；所述石墨烯的水分散液中石墨烯的質量濃度為5％-50％。

8.按照權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述的4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽與石墨烯的質量比為3-6:1。

9.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的干燥采用真空干燥，干燥溫度60-80℃，干燥時間為2-10h。

10.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，所述共軛共聚物在預處理后的石墨烯存在下的聚合的過程，包括：用于合成共軛共聚物的單體、催化劑、溶劑以及預處理后的石墨烯在聚合條件下進行反應，得到石墨烯導電復合材料。

11.按照權利要求5或10所述的方法，其特征在于，用于合成共軛共聚物的單體至少有兩種，其中第一單體中含有鹵素，第二單體為含炔基的化合物。

12.按照權利要求10所述的方法，其特征在于，所述催化劑選自鈀催化劑、鎳催化劑中的至少一種。

13.按照權利要求5或10所述的方法，其特征在于，聚合條件如下：在惰性氣氛下反應，反應溫度80-150℃，反應時間12h-36h。

14.權利要求1-4任一所述石墨烯導電復合材料或權利要求5-13任一制備方法制得的石墨烯導電復合材料在鋰離子電池中的應用。

15.一種鋰離子電池，包括權利要求1-4任一所述石墨烯導電復合材料或權利要求5-13任一制備方法制得的石墨烯導電復合材料。