[发明专利]一种N掺杂石墨烯浆料及使用该浆料改性的石墨材料

权利要求书

1.一种N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，其通过以下方法制备得到：

步骤一、N掺杂石墨烯制备：

S1：将氧化石墨加入氮源的水溶液中，分散后进行水热反应，所述水热反应温度为100-300℃，反应时间为5-20h，将得到的固相产物加入含氮有机溶剂中进行分散，得到分散液A；

S2：将膨胀石墨分散在含氮有机溶剂中，得到分散液B；

S3：将所述分散液A和分散液B分别置于微波马弗炉中处理，所述微波马弗炉的处理温度为95-110℃，处理次数为1-10次，每次处理时间为0.1-10min；

S4：将微波马弗炉中处理后的所述分散液A和分散液B进行混合，得到分散液C；

步骤二、氮掺杂石墨烯浆料制备：

对所述分散液C依次进行砂磨和匀质，得到改性石墨用N掺杂石墨烯浆料。

2.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S1中，所述氮源选自乙腈、尿素、三聚氰胺、氰尿酰氯、喹啉及其衍生物、嘧啶及其衍生物、吡啶及其衍生物、吡咯及其衍生物中的一种或多种；

和/或，所述氮源与氧化石墨的质量比为(0.8-1.5):1。

3.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S1中，所述分散包括先采用超声波清洗机进行初步分散，再用高速研磨机进行处理。

4.根据权利要求3所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S1中，超声分散功率为100-800W，分散时间为0.2-3h；所述高速研磨机转速为10000-22000rmp，处理时间为0.1-1h；

和/或，所述含氮有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、乙腈、三乙胺中的一种或多种；

和/或，所述固相产物向含氮有机溶剂中加入的质量百分含量为4％-6％。

5.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S2中，所述膨胀石墨向含氮有机溶剂中加入的质量百分含量为4％-6％；

和/或，所述分散在分散机中进行，分散机转速为4000-4500r/min，分散时间为0.5-1.5h。

6.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S1中的氧化石墨与步骤S2中的膨胀石墨的质量比为(1～5):(1～5)。

7.根据权利要求6所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S1中的氧化石墨与步骤S2中的膨胀石墨的质量比为1:1。

8.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤S4中，所述混合在分散机中进行，分散机转速为2000-4500r/min，混合时间为1～5h。

9.根据权利要求1所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤二中，将步骤一得到的分散液C置于高速砂磨机中，对其中的N掺杂还原氧化石墨烯和N掺杂膨胀石墨进行剥离，得到N掺杂石墨烯粗浆料；将所述N掺杂石墨烯粗浆料置于高压均质机中进行匀质，得到改性石墨用N掺杂石墨烯浆料。

10.根据权利要求9所述的N掺杂石墨烯浆料，其特征在于，步骤二中，所述高压均质机的功率为100～200MPa，均质次数为1～5道。

11.一种N掺杂石墨烯浆料改性的石墨材料，其特征在于，其通过以下方法制备得到：向权利要求1至10任一项所述N掺杂石墨烯浆料中加入PVDF进行溶解，然后加入石墨负极材料，对所述石墨负极材料进行表面包覆改性后碳化，得到所述N掺杂石墨烯浆料改性的石墨材料。

12.根据权利要求11所述的N掺杂石墨烯浆料改性的石墨材料，其特征在于，所述PVDF向N掺杂石墨烯浆料中加入的质量百分含量为0.3％-3％；

和/或，所述N掺杂石墨烯与石墨负极材料的质量比为(0.5-3):100；

和/或，所述碳化温度为1150-1500℃，反应时间为1-19小时。