[发明专利]一种石墨烯纤维复合材料超高速飞轮、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种石墨烯纤维复合材料的制备方法，其特征是，包括对原料半焦木质素依次进行碳化处理、石墨化处理、电解氧化处理、湿法纺丝处理、还原处理、湿法缠绕成型处理，制成所述石墨烯纤维复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述碳化处理温度900-1000℃；石墨化处理温度为2200-2400℃。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，所述半焦木质素按照如下方法制备而成：将木质原料依次进行酸水解处理、过滤处理和干燥处理。

4.一种石墨烯纤维复合材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

1)制备合成石墨

首先对半焦木质素进行碳化处理，制成木质碳粉；接着将木质碳粉在惰性气体保护下进行石墨化处理，制得合成石墨；

2)制备氧化石墨烯

首先将合成石墨烯制成棒状，接着将棒状合成石墨置于电解液中，进行电解氧化处理，制得氧化石墨烯；

3)制备石墨烯纤维

首先将氧化石墨烯与分散剂混合后进行纺丝处理，制得氧化石墨烯纤维；接着对氧化石墨烯纤维进行还原处理，制得石墨烯纤维；

4、制备复合材料

将石墨烯纤维浸入浸渍液中，进行湿法缠绕，即得。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述碳化处理温度900-1000℃；石墨化处理温度为2200-2400℃。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤2)中所述电解液中含有硫酸根离子和氯离子，其中所述硫酸根离子浓度为0.4-0.6mol/L、所述氯离子浓度为0.6-0.8mol/L。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤3)中所述分散液为碳酸二糠酯、碳酸二异辛酯或碳酸二辛酯中的一种。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤4)中所述浸渍液选择聚呋喃基环氧乙烷树脂、E-44双酚A型环氧树脂或二缩水甘油基对氨基苯酚中的一种。

9.一种石墨烯纤维复合材料，其特征是按照如权利要求1-8任一所述方法制备而成。

10.如权利要求9所述的石墨烯纤维复合材料在用于制备超高速飞轮电池中的应用。