[发明专利]三相功能性石墨烯凝胶电解质及其合成工艺

权利要求书

1.一种三相功能性石墨烯凝胶电解质，其特征在于，包括以下成分：镶嵌有三种不同离子的三晶格式石墨烯材料、水性聚氨酯材料、螯合剂以及硼砂；三晶格式的石墨烯材料的构造为三晶格处于同一平面上，且两晶格在上另一晶格在下或一晶格在上另两晶格在下的分子结构，由于所有物质的电子相位的特性，同样的物质在反应过程中都有同相排斥现象，不同的物质在反应过程中有异相相吸引现象，利用石墨烯晶格为载体，在三个晶格内装入不同镶嵌离子，相位不同的镶嵌离子在三晶格上依次排布形成稳定的分子团结构。

2.根据权利要求1所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质，其特征在于，三个晶格内装入的镶嵌离子包括：金离子、银离子、铂离子、铜离子、铁离子以及稀土离子，且石墨烯材料的石墨烯基材为四层以下的2D石墨烯材料。

3.根据权利要求1所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质，其特征在于，所述水性聚氨酯材料为聚亚安酯。

4.根据权利要求1所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸或吡嗪四羧酸二酐。

5.一种三相功能性石墨烯凝胶电解质的合成工艺，其特征在于，包括以下合成步骤：

将水性聚氨酯材料以及螯合剂加入到镶嵌有三种不同离子的三晶格式石墨烯材料中进行充分混合，水性聚氨酯材料实现三种物料的均衡分散，螯合剂将水性聚氨酯材料的分子与石墨烯分子牢固链接起来；

向混合物料中加入硼砂以增加粘稠度达到凝胶状态；

在凝胶中石墨烯小片相互链接成多条线路，以形成具有导电与离子交换效能的固态凝胶电解质。

6.根据权利要求5所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质的合成工艺，其特征在于，在合成工艺中，镶嵌有三种不同离子的三晶格式石墨烯材料、水性聚氨酯材料、螯合剂以及硼砂均在超声波分散机中进行分散，分散过程在负压条件下进行。

7.根据权利要求6所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质的合成工艺，其特征在于，超声波分散机中的超声波功率为1-5kW，超声分散时间为1h。

8.根据权利要求5所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质的合成工艺，其特征在于，在合成工艺中，水性聚氨酯材料与石墨烯材料的质量比为1000:10-1000:500，水性聚氨酯材料与螯合剂的质量比为3000:1-50000:10。

9.根据权利要求5所述的三相功能性石墨烯凝胶电解质的合成工艺，其特征在于，石墨烯材料的三个晶格内装入的镶嵌离子包括：金离子、银离子、铂离子、铜离子、铁离子以及稀土离子，且石墨烯材料的石墨烯基材为四层以下的2D石墨烯材料；水性聚氨酯材料为聚亚安酯；螯合剂为乙二胺四乙酸或吡嗪四羧酸二酐。

10.一种三相功能性石墨烯凝胶电解质的应用，其特征在于，将该三相功能性石墨烯凝胶电解质应用在电池材料上作为导电并进行离子交换的介质。