[发明专利]一种锂电池用石墨烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本申请属于石墨烯材料的制备领域，尤其涉及一种锂电池用石墨烯材料及其制备方法。

背景技术

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯在实验中被制备出来。

消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年，平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片，为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏，相信大规模商用指日可待。

石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，2013年一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非比寻常的优良特性。

另一方面，新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟率领贝特瑞、正泰集团、常州第六元素、亿阳集团等四家上市公司的代表参加了西班牙的石墨烯会议，并分别与意大利、瑞典代表团签订了深度战略合作协议，为“石墨烯全球并购，中国整合”战略打响了第一枪。此外，3月初全球首批3万部量产石墨烯手机在重庆发布，开启了石墨烯产业化应用的新时代。石墨烯入选“十三五”新材料规划已经基本落定，预计2015年将成为中国石墨烯产业爆发元年，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种稳定性好、产率高且工艺简单的锂电池用石墨烯材料及其制备方法，成本低廉，以满足市场需求，是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对现有石墨烯材料产率低、制备工艺复杂和稳定性差等技术问题，提供一种锂电池用石墨烯材料及其制备方法。

技术方案：

一种锂电池用石墨烯材料，所述锂电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：氢氧化钾100份，活性炭35-55份，镍钴锰酸锂4-8份，氧化石墨烯20-40份，氢氧化钠1-5份，硼氢化钠4-8份，硝酸锂24-28份，三乙烯四胺3-7份，N,N-二乙基羟胺6-10份，N,N-二乙基乙醇胺5-9份，乙醇15-35份，乙二醇10-30份，甲酰胺5-25份，硝酸铵2-6份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述锂电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：氢氧化钾100份，活性炭35份，镍钴锰酸锂4份，氧化石墨烯20份，氢氧化钠1份，硼氢化钠4份，硝酸锂24份，三乙烯四胺3份，N,N-二乙基羟胺6份，N,N-二乙基乙醇胺5份，乙醇15份，乙二醇10份，甲酰胺5份，硝酸铵2份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述锂电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：氢氧化钾100份，活性炭55份，镍钴锰酸锂8份，氧化石墨烯40份，氢氧化钠5份，硼氢化钠8份，硝酸锂28份，三乙烯四胺7份，N,N-二乙基羟胺10份，N,N-二乙基乙醇胺9份，乙醇35份，乙二醇30份，甲酰胺25份，硝酸铵6份。