[发明专利]一种石墨改性方法及石墨/硅复合材料

权利要求书

1.一种石墨改性方法，过程如下：将质量比为1:1～10:7～50的石墨粉、磨球、球磨介质以650～1200r/min的转速球磨2～48h。

2.根据权利要求1所述的石墨改性方法，其特征在于，所述石墨粉的粒径为1～20μm。

3.根据权利要求1或2所述的石墨改性方法，其特征在于，所述磨球为不锈钢球、刚玉球、氧化锆球、玛瑙球中的1种或2种以上的组合；

优选地，所述球磨介质为去离子水和/或乙醇；

优选地，所述球磨设备为行星式球磨机、卧式球磨机、细磨机中的1种或2种以上的组合。

4.一种石墨/二氧化硅多孔电极，通过包括如下步骤的方法制备得到：(1)将经过权利要求1-3任一项所述的石墨改性方法处理后的石墨粉与球磨介质的混合物、二氧化硅分散均匀，并干燥、粉碎后得到石墨/二氧化硅的混合物粉体；(2)将步骤(1)所得石墨/二氧化硅的混合物粉体压制成型为石墨/二氧化硅多孔块体材料后切割得到石墨/二氧化硅多孔电极。

5.根据权利要求4所述的多孔电极，其特征在于，步骤(1)中所述二氧化硅的粒径为5～100nm；

优选地，二氧化硅与石墨粉的质量比为1:0.5-2，优选为1:0.7-1.5。

6.根据权利要求4或5所述的多孔电极，其特征在于，步骤(1)中分散所用设备为混捏机、粗磨机、行星式搅拌机、机械搅拌机中的1种或2种以上的组合；

优选地，分散时还加入了分散介质；

优选地，所述分散介质为去离子水和/或乙醇中的1种。

7.根据权利要求4-6任一项所述的多孔电极，其特征在于，步骤(1)中所述干燥的设备为鼓风烘箱、真空烘箱、双锥干燥机中的1种或2种以上的组合；

优选地，所述粉碎为机械粉碎。

8.根据权利要求4-7任一项所述的多孔电极，其特征在于，步骤(2)中所述压制成型为等静压成型和/或热压成型；

优选地，步骤(3)中切割得到的石墨/二氧化硅多孔电极的厚度为5～10mm。

9.一种石墨/硅复合材料，通过包括如下步骤的方法制备得到：

将权利要求4-8任一项所述的石墨/二氧化硅多孔电极作为阴极，石墨作为阳极，CaCl₂熔盐作为电解质，通过在阴阳极之间施加恒电流进行电解，将多孔电极中的二氧化硅电解还原为硅；将电解后的多孔电极经过清洗、干燥、过筛后得到石墨/硅的复合材料。

10.根据权利要求9所述的复合材料，其特征在于，CaCl₂熔盐的温度为800-900℃，优选为850℃；

优选地，恒电流的电流为石墨/二氧化硅多孔电极的表观面积×200～1000A/m²。