一种改性石墨烯复合粉体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及石墨烯，具体地，涉及一种改性石墨烯复合粉体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、石墨稀作为新型碳基纳米材料的代表，具有优异的电子导电特性及特殊的二维柔性结构，与不同体系锂电池电极材料相复合，可有效地提高活性材料的比容量、高倍率放电性能和循环性能。然而，石墨稀比表面积很大，团聚非常严重，常规的混料方法难以将其与电极材料混合均匀，导致石墨烯无法紧密包覆在正极材料的表面上，不利于电极材料的电化学性能发挥。

2、目前，常规的做法是将石墨烯与大量高分子分散剂经高能研磨得到石墨烯浆料，但这种浆料稳定性差，长时间放置后容器底层有大量沉淀物析出，且大量应用时候，以浆料形式运输成本很高，增加了下游企业生产成本，从而限制了其大规模应用。

3、因此，使得石墨烯不易团聚并能够稳定存储成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种改性石墨烯复合粉体及其制备方法和应用，该方法可以解决石墨烯易团聚并不能稳定存储的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备改性石墨烯复合粉体的方法，该方法包括：

3、使氧化石墨烯粉体与改性剂混合均匀，得到混合溶液；

4、使所述混合溶液置于高压反应釜中进行反应，得到改性石墨烯分散液；

5、使所述改性石墨烯混合物与添加剂混合溶液分散液，经高能分散、固液分离、干燥，得到改性石墨烯复合粉体。

6、可选地，所述氧化石墨烯粉体、所述改性剂与所述添加剂的质量比为1∶3-100∶0.001-0.5。

7、可选地，所述氧化石墨烯粉体、所述改性剂与所述添加剂的质量比为1∶5-50∶0.01-0.1。

8、可选地，所述氧化石墨烯粉体的片径为1-100μm，碳氧比为0.8-300∶1。

9、可选地，所述改性剂包括丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲乙双酮、甲苯环己酮、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正丁醇、2-甲基丁醛、2-己醇、3-羟基丙醛、1，10-癸二醇、苯乙酮、苯乙醇醚、环氧丙烷、醋酸、乙二酸、草酸、丙酸、丁二酸、戊二酸、琥珀酰胺酸、2，3-戊二酮、3-羟基丁酮、2-戊基吡啶、异丁酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一种或多种。

10、可选地，所述添加剂混合溶液通过添加剂与溶剂混合而成；所述添加剂与所述溶剂的质量比为1∶3-500。

11、可选地，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、去离子水、甲醇、乙醇和二价酸酯中的一种或多种；

12、所述添加剂包括羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、醋酸纤维素、苯乙烯马来酰亚胺树脂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚偏氟乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种。

13、可选地，所述反应温度为30-200℃，时间为0.5-72h，压力为0.2-50mpa。

14、本发明第二方面提供一种本发明第一方面提供的方法制备得到的改性石墨烯复合粉体。

15、本发明第三方面提供本发明第二方面提供的改性石墨烯复合粉体在锂电池电极材料中的应用。

16、通过上述技术方案，本发明将氧化石墨烯粉体与改性剂混合进行反应，对氧化石墨烯进行改性，可以得到具有双亲性能的表面接枝改性石墨烯混合物，改性后与添加剂混合，可以进一步防止石墨烯再次发生团聚。通过本发明制备方法所得到的改性石墨烯复合粉体不易团聚，分散性好，且存储稳定，可以采用粉体形式进行运输，提高了运输效率，能够有效降低下游企业生产成本。

17、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种制备改性石墨烯复合粉体的方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化石墨烯粉体、所述改性剂与所述添加剂的质量比为1∶3-100∶0.001-0.5。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述氧化石墨烯粉体、所述改性剂与所述添加剂的质量比为1∶5-50∶0.01-0.1。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化石墨烯粉体的片径为1-100μm，碳氧比为0.8-300∶1。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性剂包括丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲乙双酮、甲苯环己酮、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正丁醇、2-甲基丁醛、2-己醇、3-羟基丙醛、1，10-癸二醇、苯乙酮、苯乙醇醚、环氧丙烷、醋酸、乙二酸、草酸、丙酸、丁二酸、戊二酸、琥珀酰胺酸、2，3-戊二酮、3-羟基丁酮、2-戊基吡啶、异丁酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述添加剂混合溶液通过添加剂与溶剂混合而成；

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、去离子水、甲醇、乙醇和二价酸酯中的一种或多种；

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应温度为30-200℃，时间为0.5-72h，压力为0.2-50mpa。

9.权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到的改性石墨烯复合粉体。

10.权利要求9所述的改性石墨烯复合粉体在锂电池电极材料中的应用。

技术总结本发明涉及一种制备改性石墨烯复合粉体的方法，该方法包括：使氧化石墨烯粉体与改性剂混合均匀，得到混合溶液；使所述混合溶液置于高压反应釜中进行反应，得到改性石墨烯分散液；使所述改性石墨烯分散液与添加剂混合溶液混合，经高能分散、固液分离、干燥，得到改性石墨烯复合粉体。本发明将氧化石墨烯粉体与改性剂混合进行反应，对氧化石墨烯进行改性，可以得到具有双亲性能的表面接枝改性石墨烯混合物，改性后与添加剂混合，可以进一步防止石墨烯再次发生团聚。通过本发明制备方法所得到的改性石墨烯复合粉体不易团聚，分散性好，且存储稳定。技术研发人员：马贺然,曹春雷,周杨,宋亚滨,张佑专,翟庆彬,何建武,侯跃魁,徐枫,杨得海,杨瑞琪受保护的技术使用者：甘肃旭碳新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11