[发明专利]一种炭黑、石墨烯粉体复合导电剂及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：包括：

氧化石墨/炭黑复合体系的形成：在石墨向氧化石墨的氧化反应过程中加入炭黑粉末，得到氧化石墨/炭黑复合体系；和

还原氧化石墨/炭黑复合体系得到石墨烯/炭黑粉体导电剂；

所述氧化石墨/炭黑复合体系的形成的具体步骤为：

S1：先将石墨用浓硫酸氧化；

S2：100-300 转/分钟搅拌条件下，向 S1得到的反应液中加入高锰酸钾，整个加入过程控制反应体系的温度为10-20 ℃，高锰酸钾加入完毕后升温至30 ℃下保温1-2 h，接着将炭黑粉末直接加进反应体系，加完后使整个反应体系在30 ℃下继续保温1-2 h；

S3：最后加入双氧水终止反应，直至不产生气泡，得到氧化石墨/炭黑复合溶液；

S4:洗涤、干燥；

炭黑粒径D50为8-30μm；

所述S2中，炭黑粉末用量按照石墨：炭黑粉末=（2.5-20）：1的质量比。

2.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S1中，所述浓硫酸浓度为98%；石墨与浓硫酸的质量比为1：（20-50）。

3.根据权利要求2所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S1中，石墨与浓硫酸的质量比为1：30。

4.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S1的反应条件是：在冰水浴中，100-300 转/分钟搅拌条件下将石墨和浓流酸加入到反应容器中，搅拌反应10-30 min。

5.根据权利要求4所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S1的反应条件是：在冰水浴中，150 转/分钟搅拌条件下将石墨和浓流酸加入到反应容器中，搅拌反应20 min。

6.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S2中，高锰酸钾的用量按照石墨：高锰酸钾=1：（2-4）的质量比。

7.根据权利要求6所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S2中，石墨与高锰酸钾的质量比为1：2 。

8.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S2中，石墨与炭黑粉末的质量比为5：1。

9.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：向 S1得到的反应液中加入高锰酸钾的过程按照如下方法执行：

在冰水浴中，200 转/分钟搅拌条件下，向 S1得到的反应液中加入高锰酸钾。

10.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S3的具体操作如下：

先向S2得到的反应体系中加入水，控制体系的温度为10-80 ℃，继续保持搅拌下保温60 min；再向体系中加入双氧水，保温30 min，关闭加热，即得到氧化石墨/炭黑复合溶液。

11.根据权利要求10所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，加入水的量按照石墨：水=1g：（24-60）mL。

12.根据权利要求11所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，石墨：水=1g：40 mL。

13.根据权利要求1所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，加入双氧水的量按照石墨：双氧水=（1-5）g：1 mL。

14.根据权利要求13所述的炭黑、石墨烯粉体复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，石墨：双氧水=2 g：1 mL。