[发明专利]一种三维石墨烯微球复合材料、其制造方法及应用

说明书

一种三维石墨烯微球复合材料，包括微球核、依附于所述微球核上的三维石墨烯球壳、和/或依附于所述三维石墨烯球壳上的至少一层薄膜材料。该三维石墨烯微球复合材料将石墨烯和由各种不同成分、不同尺寸材料构成的微球核材料结合在一起，充分结合了上述不同材料作为电极材料时的优点，同时依靠相互之间的协同作为，克服了每种材料单独使用时的缺陷。

技术领域

本公开涉及一种三维石墨烯微球复合材料、其制造方法及应用。

背景技术

石墨烯(Graphene)是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

目前，石墨烯在诸多方面存在非常有前景的应用，但在实用化过程中也存在诸多待解决的技术问题

发明内容

本发明的实施例提供一种三维石墨烯微球复合材料，包括微球核、依附于所述微球核上的三维石墨烯球壳、和/或依附于所述三维石墨烯球壳上的至少一层薄膜材料。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯微球复合材料包括微球核、依附于所述微球核上的三维石墨烯球壳、和/或依附于所述三维石墨烯球壳上的至少一层薄膜材料。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯球壳在所述微球核上，三维石墨烯球壳完全和部分包覆所述微球核。

在一种实施方式中，例如，依附于所述三维石墨烯球壳上的至少一层薄膜材料完全或部分包覆所述三维石墨烯球壳或微球核。

在一种实施方式中，例如，依附于所述三维石墨烯球壳上的至少一层薄膜材料的最外层薄膜材料完全或部分包覆所述三维石墨烯球壳或微球核及其它层薄膜材料。

在一种实施方式中，例如，所述微球核可以由金属材料、氧化物材料、非金属材料、半导体材料、碳材料、有机高分子材料中的一种或多种材料复合构成。

在一种实施方式中，例如，所述微球核的尺寸为100nm-10μm，优选200nm-5μm，优选500nm-1μm。

在一种实施方式中，例如，所述微球核可以具有多孔结构，平均孔道直径为0-50nm，优选10nm-40nm，优选20nm-30nm。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯球壳包括无规则地聚集在一起的若干片石墨烯纳米片。

在一种实施方式中，例如，在所述若干片石墨烯纳米片中，每一片石墨烯纳米片的厚度为0.3-3nm，优选1-2nm。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯球壳具有多孔结构，平均孔道直径为5-200nm，优选20nm-50nm。

在一种实施方式中，例如，所述石墨烯纳米片尺寸为1-100nm，优选2-50nm，优选3-30nm。

在一种实施方式中，例如，所述至少一层薄膜材料中每一单层薄膜材料厚度为2-50nm，优选3-30nm，优选5-20nm。