石墨烯晶体材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝；将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝采用300-340℃的温度，进行纯水淬火处理至少2小时；将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000，并加热成液体，冷却后形成包含石墨烯的铅固体；将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，得到包含均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。本发明专利技术制备出来的石墨烯晶体材料可用于制备电池，该电池可以减少铅的用量，降低电池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯晶体材料的制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯晶体材料的制备方法。
技术介绍
目前，石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/(m·K)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板，甚至是太阳能电池。石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子场论才能描绘。石墨烯是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。铅元素符号Pb，原子序数82，原子量207.2。银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34g/cm3，熔点327.5℃，沸点1740℃。有较强的抗放射性穿透的性能，展性良好，易与其他金属形成合金，铅的主要用途是制造铅酸蓄电池，随着汽车工业的发展，用于蓄电池的铅之比重不断增长目前世界汽车拥有量为6.5亿。但采用铅制备的蓄电池的寿命一般只有3～4年，因此每年都要更换大量电池。现有铅酸蓄电池存在如下一些性能问题：比能量偏低，电池笨重，耗铅量大以及铅的导电能力一般，和银导电能力差距大，同时对环境造成较大的污染。因此有必要设计一种石墨烯晶体材料的制备方法，以克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种石墨烯晶体材料的制备方法，制备出来的石墨烯晶体材料可用于制备电池，该电池具有耐腐蚀，高导电能力，强度高，延展性好，同时可以减少铅的用量，降低电池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境的污染。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种石墨烯晶体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨烯占10％-15％、锡粉占25％-30％，铅粉占55％-65％，以上各组分的质量比例总和为100％；步骤二：将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝进行纯水淬火处理至少2小时，纯水淬火处理的温度需要保证该包含石墨烯的锡铅丝不变成液体；步骤三：将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000，并加热成液体，冷却后形成包含石墨烯的铅固体；步骤四：将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，得到包含均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。进一步地，步骤一中采用挤压机进行挤压。进一步地，步骤二中的纯水淬火处理分为两次，第一次和第二次均处理2小时。进一步地，步骤三中的混合加热温度为330℃，以保证其混合物由固体变为液体。进一步地，所述全自动连铸连轧铅带生产线包括自动铸丝机和铅带生产线设备。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的墨烯晶体材料的制备方法制备出来的石墨烯晶体材料可用于制备电池，该电池具有耐腐蚀，高导电能力，强度高，延展性好，同时可以减少铅的用量，降低电池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境的污染。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种石墨烯晶体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨烯占10％-15％、锡粉占25％-30％，铅粉占55％-65％，以上各组分的质量比例总和为100％。步骤二：将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝进行纯水淬火处理至少2小时，纯水淬火处理的温度需要保证该包含石墨烯的锡铅丝不变成液体；步骤三：将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000，并加热成液体，不断搅拌，确保混合均匀，冷却后形成包含石墨烯的铅固体。步骤四：将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，制造宽250-600毫米，厚度为0.5-10毫米的包含均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。在本较佳实施例中，步骤一中采用挤压机进行挤压。在本较佳实施例中，步骤二中的纯水淬火处理分为两次，第一次和第二次均处理2小时，步骤二中的纯水淬火处理的温度需要保证该包含石墨烯的锡铅丝不变成液体。具体为包含石墨烯的锡铅丝的采用高温320℃加热1h，需要保证其不变成液体，然后第一次进行纯水淬火处理2h，确保材料内部不同元素均匀，强度好。主要目的是：(1)释放应力，(2)增加材料延展性和韧性，(3)产生特殊显微结构增强组织的稳定性。再将上述的石墨烯的锡铅丝的采用高温320℃加热1h(不变成液体),第二次进行纯水淬火处理2h，确保材料内部不同元素均匀，强度好。在本较佳实施例中，步骤三中的混合加热温度为330℃，以保证其混合物由固体变为液体。在本较佳实施例中，所述全自动连铸连轧铅带生产线包括自动铸丝机和铅带生产线设备。所述自动铸丝机具有以下有益效果：1、生产效率高，能连续自动铸造，实现了机电一体化。2、棒材品质好：表面光洁，无氧化，无气孔，端面平整，长度一致。3、操作简单方便，能大大降低人员的劳动强度、使用安全可靠等优点。4、机器结构紧凑，维护方便。所述铅带生产线设备采用自动化运行模式,通过模块化等相关数据的采集与实时监控，使操作更加简单、更加人性化。系统硬件采用德国西门子数字式高精度运算CPU集中控制，使控制精度更高、响应速度快、稳定可靠。所述铅带生产线设备的构造:本铅带生产线主要由铅锭上料机、合金熔化配制锅、合金保温锅、铅胚成型机、压延机组、铅带切边机、换卷切断机、收料机构以及独特的废料回收与冷却循坏系统等组成。其可铸合金:纯铅,铅钙,铅钙锑,铅锑,及其它冷轧合金。合金熔化配制锅采用燃气加热控制系统，能够较精确把握温度，不但提高了配制锅合金熔化的效率，且而达到了节能环保的目的。合金熔化配制锅同时还配备独特的系统。该系统可以将熔化锅内合金的称重显示在操作屏上，系统就会自动配方出合理的合金含量，大大地节约了合金配制时间以及提高了合金含量的精度。合金保温锅采用燃气加热或者电加热控制系统，控制方式大体与熔化锅相同，可为铅胚成型机构提供净重为20T合金液。保温锅总容量可达26T。成型机组采用独特的铅胚成形机构，通过机械与电气合理搭配，铸成较为优质的铅胚，为后段生产提供优越条件。压延机组各轧机分别由自身的变频器与电机组成控制，同时轧机间通过高精密的数据计算以及合理分配进行联动控制运行。在变换产品规格时，通过调整轧间隙和调整各轧的相关数据，系统会自动进行计算后合理分配各轧机运行速度，保障生产的高效性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨烯占10％‑15％、锡粉占25％‑30％，铅粉占55％‑65％，以上各组分的质量比例总和为100％；步骤二：将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝采用300‑340℃的温度，进行纯水淬火处理至少2小时；步骤三：将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000，并加热成液体，冷却后形成包含石墨烯的铅固体；步骤四：将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，得到包含均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨烯占10％-15％、锡粉占25％-30％，铅粉占55％-65％，以上各组分的质量比例总和为100％；步骤二：将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝进行纯水淬火处理至少2小时；纯水淬火处理的温度需要保证该包含石墨烯的锡铅丝不变成液体；步骤三：将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆勇，钟松亮，
申请(专利权)人：深圳市瑞达电源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44