[发明专利]纳米石墨海绵及其制造方法

权利要求书

1.一种纳米石墨海绵，包含选自石墨微粒、单层石墨烯纳米颗粒、多层石墨烯纳米颗粒、及其两种或更多种的组合的颗粒，其中所述颗粒包含机械剥离的单层和/或多层石墨烯纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的纳米石墨海绵，其中，所述单层和/或多层石墨烯纳米颗粒沿c轴方向的厚度小于50纳米。

3.根据权利要求1或2所述的纳米石墨海绵，其中，所述颗粒占海绵总重量的至少50％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵还包含碳颗粒。

5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵还包含热塑性聚合物。

6.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵具有包括多个开孔的开孔结构。

7.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述开孔的平均孔径在约1纳米至约5毫米的范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述开孔包含包封在其中的另外的元素，所述另外的元素选自Li、S、Si、Na、及其两种或更多种的组合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵形成为块。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵形成为直径为约1微米至约10毫米的线。

11.根据权利要求10所述的纳米石墨海绵，其中，所述线被进一步制造为粒料，所述粒料的长度为约1微米至约10毫米。

12.根据权利要求10所述的纳米石墨海绵，其中，所述线被进一步制造为粉末形式，其尺寸范围为约0.1微米至约100微米。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述纳米石墨海绵形成为片/膜，其厚度为约1微米至约10毫米。

14.一种电极，其包括由权利要求9所述的块、权利要求10所述的线或权利要求13所述的片/膜制成的海绵结构，其中所述电极是阳极或阴极，并且还包括绝缘膜以将海绵结构与相邻的海绵结构分开。

15.一种可充电电池，其包括权利要求15所述的电极和输送电解质介质。

16.根据权利要求15所述的可充电电池，其还包括绝缘膜以用于使所述阳极和所述阴极绝缘，其中所述电极为膜状，并且与所述绝缘膜折叠一次或多次。

17.根据权利要求16所述的可充电电池，其中，所述电极和所述绝缘膜以圆柱形状缠绕。

18.根据权利要求5所述的纳米石墨海绵，其中所述纳米石墨海绵包括通过共价结合而分子间交联到所述单层和多层石墨烯纳米颗粒的热塑性聚合物链。

19.根据权利要求1至8中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，单层和多层石墨烯纳米颗粒掺杂有其他元素以使表面化学性质改性。

20.根据权利要求1至8和18中任一项所述的纳米石墨海绵，其中，所述剥离的单层和多层石墨烯纳米颗粒的表面化学或纳米结构被改性，以增强与所述聚合物基质的结合强度，提高经增强的聚合物基质复合材料的强度和刚度。