[发明专利]应用于提高锂聚合物电池的离子导电性的石墨烯催化剂

摘要

本发明公开了应用于提高锂聚合物电池的离子导电性的石墨烯催化剂，通过以下步骤制备而成（1）选材；（2）二元胺POSS 的制备；（3）八苯基POSS的制备；（4）氧化石墨烯的制备；（5）石墨烯催化剂的制备。本发明有效提高电池的容量和工作平台，能够有效地避免Li离子在电极钝化形成氧化物，延长电池的使用寿命，内阻大幅度降低，从而减小了电池内部发热的现象产生，在电池内部出现问题时，及时的体现出来，表现为鼓胀而不会爆炸，增加了电池的安全稳定性能，同时，石墨烯催化剂具有优良的超导电性能，力学性能和耐热性能等性能。

主权项

应用于提高锂聚合物电池的离子导电性的石墨烯催化剂，其特征在于，通过以下步骤制备而成：（1）选材:包括以下重量份的组分组成：石墨烯10重量份、二元胺POSS 3‑5重量份、八苯基POSS 5‑7重量份、浓硫酸20‑24重量份、聚甘油脂肪酸酯8‑12重量份、硝酸钠1‑3重量份、二甲基乙酰胺4‑8重量份、四甲基氢氧化铵1‑5重量份、聚合硫酸铝1‑3重量份、高锰酸钾2‑4重量份、铝酸钴3‑5重量份、去离子水35‑45重量份、5%的双氧水10‑15重量份、无水乙醇32‑36重量份、二氯二茂钛6‑8重量份；（2）二元胺POSS 的制备：依次向500mL的三口烧瓶中加入220mL甲苯、12mL去离子水和3gTEAOH,磁力搅拌60min，然后逐滴加入6mLAPS与14mLPTES的混合液，加热回流48h后得到透明液体，继续加热50min挥发甲苯，得到石灰乳状产物，用四氢呋喃与甲醇的混合溶液洗涤产物，真空条件下冻干得到产物二元胺POSS；（3）八苯基POSS的制备：a、将500mL有机溶剂甲苯和500mL去离子水的混合溶液加入反应器中，调节温度至‑5℃，再加入30g苯基三甲氧基硅烷搅拌均匀后进行水解反应65‑75min后静置，静置后用分液漏斗将反应器下层的水层分离掉，再对其有机相进行洗涤和干燥，得前驱水解产物 ；b、将前驱水解产物加入原反应容器中，再向其中加入12g四乙基氢氧化铵，于100‑120℃下回流反应24‑26h 后，即有大量白色沉淀物析出；然后对沉淀物进行过滤、洗涤、烘干得产物八苯基POSS；氧化石墨烯的制备：a、按照步骤（1）中各原料重量份称取石墨粉保持水浴温度为15‑25℃的冰浴条件下加入浓硫酸作为溶剂，搅拌混合30‑40min后依次缓慢加入硝酸钠、高锰酸钾、聚合硫酸铝以及铝酸钴，搅拌20‑30min；升温至45‑55℃，搅拌反应2‑3h，然后升温至95℃加入去离子水和八苯基POSS，搅拌30‑40min，停止反应，加入5%双氧水，趁热离心、分别用适量5%稀盐酸和蒸馏水洗涤，制得氧化石墨烯初品；b、将上述步骤a制得的氧化石墨烯初品与聚甘油脂肪酸酯、二甲基乙酰胺、四甲基氢氧化铵搅拌混合，进行吸附，制得氧化石墨烯；(5)石墨烯催化剂的制备：将步骤（4）制得的氧化石墨烯和二元胺POSS混合后利用超声波分散于适量的无水乙醇中，搅拌均匀后，升温至50℃加入二氯二茂钛，搅拌25min后，将溶液转移至反应釜中，通入氩气作为保护气密封，在200℃反应48h，停止反应，将产物过滤后，用蒸馏水洗涤，在真空条件下冻干，得到石墨烯催化剂。