氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法
【專利說明】 氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于電極石墨材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣、石墨稀復(fù)合電極石墨材料的制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，化石燃料不斷被開發(fā)利用而日漸枯竭，弓丨發(fā)一系列的生態(tài)和環(huán)境問題，這些問題嚴(yán)重地威脅著人類的生存和發(fā)展，因此開發(fā)新能源是各國亟待解決的問題。鋰離子電池具有高能量、無環(huán)境污染和壽命長等特點，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和移動交通中。負(fù)極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵部件，直接影響著鋰離子電池的比容量。目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料主要是石墨。但是石墨材料的比容量較低，在充放電過程中會導(dǎo)致三維晶體結(jié)構(gòu)的破壞而使容量衰減。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，方法簡單，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。
[0007]本發(fā)明提供的氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，包括以下步驟:(I)制備氧化石墨:首先在冰浴中裝配好燒杯，加入適量的濃硫酸，磁力攪拌下加入天然石墨粉、硝酸鈉和高錳酸鉀，攪拌30min，升溫至35°C后向混合物中加入去離子水，繼續(xù)升溫至95°C，加入雙氧水，過濾并洗滌至PH值為7得到氧化石墨，所述石墨粉、硝酸鈉、高錳酸鉀、去離子水、雙氧水的重量配比為1:0.5:3:100:10 ; (2)將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比3: 2的比例混合后加入到乙醇溶液中，攪拌5 h ；(3)加熱煮沸溶液除去乙醇，然后在120 °C真空干燥箱中干燥6 h；(4)將干燥好的材料置于管式爐中，在氮氣保護下加熱至950°C，升溫速率為5—8°C/min，反應(yīng)時間30min ;(5)將體系的溫度降至室溫，用煮沸的去離子水過濾，超聲處理20 h得到氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料。
[0008]本發(fā)明提供的氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，其有益效果在于，采用化學(xué)合成法在950°C條件下反應(yīng)三聚氰胺和氧化石墨制備氮摻雜石墨烯，是一種含有少量氮元素的特殊碳材料；氮摻雜石墨烯的可逆容量隨著充放電過程的持續(xù)會不斷地增加，具有優(yōu)于石墨和石墨烯的電化學(xué)穩(wěn)定性能。
[0009]
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合一個實施例，對本發(fā)明提供的氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法進行詳細(xì)的說明。
[0011]
實施例
[0012]本實施例的氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，包括以下步驟:(I)制備氧化石墨:首先在冰浴中裝配好燒杯，加入適量的濃硫酸，磁力攪拌下加入天然石墨粉、硝酸鈉和高錳酸鉀，攪拌30min，升溫至35°C后向混合物中加入去離子水，繼續(xù)升溫至95°C，力口入雙氧水，過濾并洗滌至PH值為7得到氧化石墨，所述石墨粉、硝酸鈉、高錳酸鉀、去離子水、雙氧水的重量配比為1:0.5:3:100:10 ; (2)將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比3: 2的比例混合后加入到乙醇溶液中，攪拌5 h；(3)加熱煮沸溶液除去乙醇，然后在120°C真空干燥箱中干燥6 h; (4)將干燥好的材料置于管式爐中，在氮氣保護下加熱至950 °C，升溫速率為5°C /min，反應(yīng)時間30min ;(5)將體系的溫度降至室溫，用煮沸的去離子水過濾，超聲處理20 h得到氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料。
【主權(quán)項】
1.一種氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)制備氧化石墨:首先在冰浴中裝配好燒杯，加入適量的濃硫酸，磁力攪拌下加入天然石墨粉、硝酸鈉和高錳酸鉀，攪拌30min，升溫至35°C后向混合物中加入去離子水，繼續(xù)升溫至95°C，加入雙氧水，過濾并洗滌至PH值為7得到氧化石墨，所述石墨粉、硝酸鈉、高錳酸鉀、去離子水、雙氧水的重量配比為1:0.5:3:100:10 ;(2)將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比3: 2的比例混合后加入到乙醇溶液中，攪拌5 h ；(3)加熱煮沸溶液除去乙醇，然后在120°C真空干燥箱中干燥6 h；(4)將干燥好的材料置于管式爐中，在氮氣保護下加熱至950°C，升溫速率為5 — 8°C /min，反應(yīng)時間30min ; (5)將體系的溫度降至室溫，用煮沸的去離子水過濾，超聲處理20 h得到氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料的制備方法，將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比3∶2的比例混合后加入到乙醇溶液中，攪拌5h；加熱煮沸溶液除去乙醇，然后在120℃真空干燥箱中干燥6h；將干燥好的材料置于管式爐中，在氮氣保護下加熱至950℃，升溫速率為5—8℃/min，反應(yīng)時間30min；將體系的溫度降至室溫，用煮沸的去離子水過濾，超聲處理20h得到氮、石墨烯復(fù)合電極石墨材料。采用化學(xué)合成法在950℃條件下反應(yīng)三聚氰胺和氧化石墨制備氮摻雜石墨烯，氮摻雜石墨烯的可逆容量隨著充放電過程的持續(xù)會不斷地增加，具有優(yōu)于石墨和石墨烯的電化學(xué)穩(wěn)定性能。
【IPC分類】H01M4-583, C01B31-04
【公開號】CN104600306
【申請?zhí)枴緾N201310524452
【發(fā)明人】喬帥
【申請人】青島泰浩達(dá)碳材料有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月31日