[发明专利]一种自支撑三维多孔石墨烯复合微球的制备方法

摘要

由于目前针对用于钠离子电池等储能器件的石墨烯改性电极材料的开发研究较少，提供了一种自支撑三维多孔石墨烯复合微球的制备方法，属于新型炭材料技术领域。该方法将石墨烯与水、活化剂和粘结剂混合，搅拌成浆料，然后进行喷雾干燥造粒，得到含有活化剂的石墨烯微球；再将石油沥青溶解于煤油中，加入微球，混合均匀后烘干，得到炭前驱体包覆的石墨烯微球；再将该微球进行热处理，得到自支撑三维多孔石墨烯复合微球。通过该方法制备的自支撑三维多孔石墨烯复合微球材料具有结构稳定、孔隙含量高、堆密度大等特点，由该石墨烯复合微球制备的钠离子电池具有容量高、大电流放电性能好、循环性能优异和填充密度大等优点。

主权项

一种自支撑三维多孔石墨烯复合微球的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)取适量氧化石墨和表面活性剂，分别加到无水乙醇中，溶液在30～60℃下超声处理30～240min，然后过滤，将滤渣烘干，得到氧化石墨烯；再将氧化石墨烯放入微波炉或管式炉中在惰性气体气氛中进行热处理，得到石墨烯；其中，无水乙醇和氧化石墨的液固比为1mL：(0.05‑0.2)g；表面活性剂加入质量为氧化石墨质量的0.5～3％；(2)将石墨烯与去离子水混合均匀，再加入适量活化剂和粘结剂，搅拌成浆料，然后进行喷雾干燥造粒，得到微米级的含有活化剂的石墨烯微球；所述的活化剂为NaOH、KOH、Na2CO3或K2CO3；所述的粘结剂为葡萄糖、蔗糖或淀粉；去离子水与石墨烯的液固比为1mL：(0.4～0.6)g；活化剂与石墨烯的质量比为(0.5～4)∶1；粘结剂与石墨烯的质量比为(0.05～0.2)∶1；(3)将适量石油沥青溶解于煤油中，再加入含有活化剂的石墨烯微球，搅拌至混合均匀后，烘干，得到炭前驱体包覆的石墨烯微球；(4)将炭前驱体包覆的石墨烯微球置于微波炉或管式炉中在惰性气体气氛中进行热处理，得到自支撑三维多孔石墨烯复合微球。