[发明专利]高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备

权利要求书

1.高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，按照如下步骤进行：

（1）按照重量份数，取1～3份石墨加入15~17份浓硫酸与发烟硝酸的混合溶液中, 在溶液温度为0-10℃条件下加入1~3份插层剂, 并持续搅拌10-100小时，将此混合液用滤纸过滤并用1-10wt%盐酸洗涤残留物直到无硫酸盐检出, 再用去离子水水洗残留物直到pH为5-7，将残留物在50-90℃条件下烘干，得可膨胀石墨，将可膨胀石墨放入通有保护气体的高温炉, 温度设定800-1200℃, 加热时间1-8分钟，得膨胀石墨；

（2）按照重量份数，将5~7份分散剂加入102~105份液态载体中, 搅拌至完全溶解，再依次加入1~3份阴离子型表面活性剂与0.1~0.5份消泡剂，在温度40-60℃条件下搅拌至完全溶解，得到混合液；

（3）将步骤（1）制备的膨胀石墨加入步骤（2）制备的混合液中，得到混合浊液；

（4）利用高剪切解理设备将步骤（3）制得的混合浊液均匀分散并同时对膨胀石墨进行解理，得到高浓度少层石墨烯复合材料； 

（5）按照重量份数，取步骤（4）制得的高浓度少层石墨烯复合材料1~5份，与1~5份粘结剂和90~98份锂电池活性材料混合成电极浆料, 涂布制成电极。

2.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述插层剂为高锰酸钾、双氧水、浓硫酸、红酸钠、高氯酸钠、氯化铁、二氧化碳、甲醇、乙醇、水中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述保护气体为氮气、氩气、氦气中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述分散剂为聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、 聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、 聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、 十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、海藻酸钠中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述液态载体为水、异丙醇、乙醇、丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲苯、苯、乙酸乙酯、乙酸了酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、醋酸异戊酯、香蕉水、天那水、香蕉油中的一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、硬脂酸钠中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油、 苯乙醇油酸酯、GP型消泡剂中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述高剪切解理设备为高剪切研磨机、高剪切乳化机、高剪切分散机、高剪切均质机、高速液流对撞或粉碎机中的一种或一种以上；高剪切解理设备所提供的剪切能量为 30-8000kJ/mol。

9.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、 聚乙烯、 聚丙烯、聚氨脂、丁苯橡胶、 聚氧化乙烯中的一种或一种以上。

10.根据权利要求1所述高浓度少层石墨烯复合材料与锂电池电极的组份和制备，其特征在于，所述锂电池活性材料为天然石墨、人造石墨、硅、钛酸锂、 氧化锌、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料中的一种或一种以上。