一种石墨烯复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种石墨烯复合材料的制备方法，包括加入聚乙二醇单全氟壬烯基醚制备改性石墨烯的水分散液；用含硫溶液、碳纳米管制备石墨烯复合膜以及对石墨烯复合膜进行梯度结晶处理。上述技术方案中，通过加入聚乙二醇单全氟壬烯基醚使得石墨烯水分散液稳定性好、产量高，纳米硫颗粒均匀分散在还原得到的石墨烯的表面，有利于石墨烯复合材料作为锂电池正极材料时充分发挥石墨烯的高导电性、稳定性，提高石墨烯复合材料作为锂电池正极的能量密度性能，改善电池的功率特性；另外，通过掺入碳纳米管，其可提高石墨烯复合材料的导热、导电、强度性能。

主权项

一种石墨烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤：S1：取石墨粉、硝酸钠和浓硫酸按照一定体积比混匀，然后加入5倍石墨粉质量的高锰酸钾先10℃反应1.5h、后25℃反应2h制得氧化石墨烯浆料，将前述浆料水洗至中性并干燥制得氧化石墨烯，将氧化石墨烯配制成8mg/mL的氧化石墨烯水溶液；向上述氧化石墨烯水溶液中加入聚乙二醇单全氟壬烯基醚混匀后再加入水合肼90℃搅拌反应3h；反应结束后洗涤、抽滤得到改性石墨烯；将改性石墨烯加入蒸馏水进行超声分散，超声功率180W、时长1.5h，配制成45g/L改性石墨烯的水分散液；S2：将硫、硫化锂和水加热至60℃配制成含硫溶液，含硫溶液溶液中硫化锂含量为35g/L、硫含量为180g/L；将水分散液与含硫溶液按照1:1的体积比搅拌混合反应10h，而后加入过量的稀盐酸调节溶液pH＝2.5，搅拌混合2.5h后制得硫基复合材料，将硫基复合材料和碳纳米管:按照99.5：1的重量比混匀，水洗抽滤得到厚度一定的湿石墨烯复合纸，再在30MPa压力下压实得到石墨烯复合膜；S3：将上述石墨烯复合膜至于高温炉中，充氮气于3500℃、3000℃、2500℃梯度结晶处理得到该石墨烯复合材料。