[发明专利]一种石墨烯电池材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体涉及一种石墨烯电池材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高，人们对电池的需求量越来越大，对电池的性能的要求也越来越高。特别是随着空间技术的发展和军事装备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展所带来的大量工业用、民用、医用便携式电子产品的问世，电动汽车的研制和开发，以及环境保护意识的增强，人们对体积小，重量轻，高能量，安全可靠，无污染，可反复充电使用的电池的需求更加迫切。在电池种类方面，镍氢电池和锂电池应用最为广泛，如LaNi₅、CeNi₅、Ni₃Sn₂等，

是较常用的电池材料。

石墨烯是碳的一种单质，与金刚石、石墨等同为碳的同素异形体。石墨烯具有极好的导电性能、透光性能、机械性能及多种优良的性质。2010年，麻省理工学院的Park等利用CVD法制备的石墨烯薄膜被用作有机光伏器件的透明电极，制成的太阳能电池转化率可达1.63%，与传统电极的太阳能电池1.77%已较为接近。另外需要注意的一点是，传统的太阳能电池采用的电极材料中需要稀土金属铟（In），而石墨烯却通过各种常见原料大量制取。因此，开发一种石墨烯用量较少、电子传导效率优良、制备方法简便的石墨烯电池材料显得非常有必要。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种石墨烯电池材料及其制备方法，该石墨烯电池材料原料简单易得、成本较低、导电性能优良，制备方法简单，具有良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种石墨烯电池材料，包括以下重量份的原料：1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯20-30份、PPS树脂30-40份、石墨烯3-8份、六偏磷酸钠10-25份、甲苯20-40份、硫酸锌3-10份、玻璃纤维5-12份、超细二氧化硅凝胶1-5份、促进剂dbtu 3-6份、防老剂264 3-10份。

优选地，所述电池材料包括以下重量份的原料：1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯28份、PPS树脂32份、石墨烯7份、六偏磷酸钠16份、甲苯34份、硫酸锌6份、玻璃纤维8份、超细二氧化硅凝胶2份、促进剂dbtu 3份、防老剂264 5份。

本发明还提供了一种石墨烯电池材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将甲苯、石墨烯、玻璃纤维、超细二氧化硅凝胶混合，超微粉碎机粉碎成200-300目浆液，180-200℃喷雾干燥制粒得到颗粒粉末A；

步骤二，在颗粒粉末A中加入1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯、PPS树脂、六偏磷酸钠、硫酸锌，在120-130℃混炼30-50分钟，冷却至室温后超声30-40分钟得到混合物B；

步骤三，在混合物B中加入促进剂dbtu、防老剂264，60-80℃搅拌1-2小时后，温度升高至260-280℃，使用双螺旋挤出机挤出，得到混合物C；

步骤四，将混合物C进行拉伸，在300-320℃热定型得到该石墨烯电池材料。

优选地，所述步骤一超微粉碎成250目浆液。

优选地，所述步骤二超声的频率为40-60 KHz。

优选地，所述步骤二冷却为自然风冷却。

优选地，所述步骤三挤出的压力为16-20 MPa。

优选地，所述步骤四拉伸倍率为6-8倍。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的石墨烯电池材料以1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯、PPS树脂、六偏磷酸钠、甲苯为主要成分，1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯具有良好的热稳定性和抗氧化性，PPS树脂具有优良的导电性能和机械性能，介电损耗低，六偏磷酸钠为良好的分散剂。配合辅助成分硫酸锌、玻璃纤维、超细二氧化硅凝胶增强了电池材料的稳定性和导电性能。促进剂dbtu可以增加电子传导的速率，防老剂264能够延缓树脂材料的氧化降解。综上，该电池材料成本较低、原料易得、导电性能优良，且制备方法简单，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1.

本实施例的石墨烯电池材料，包括以下重量份的原料：1,4-环己烷二甲醇二月桂酸酯28份、PPS树脂32份、石墨烯7份、六偏磷酸钠16份、甲苯34份、硫酸锌6份、玻璃纤维8份、超细二氧化硅凝胶2份、促进剂dbtu 3份、防老剂264 5份。