The present invention provides an oligomeric graphene and its preparation method and application. The oligo graphene is made of natural flake graphite as raw material, using CO2 fluid to intercalate the natural flake graphite under supercritical condition, end the intercalation, and then be prepared by rapid pressure relief. The preparation method provided by the invention can realize the industrialized mass production of the oligo graphene, and its process is simple, the operation cost is low, and the number of the oligo graphene has 1 layers of 10 layers. The oligo graphene is used as a anode material for lithium ion batteries, which provides a lower and more stable operating voltage. Compared with commercial graphite, it has a wider voltage platform under the same charge and discharge test conditions; in addition, in terms of capacity, it has more excellent doubling performance and at different current densities. All of them have higher reversible capacity.
【技术实现步骤摘要】
一种寡层石墨烯及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种寡层石墨烯及其制备方法与应用,属于碳材料及其应用
技术介绍
锂离子电池是一种具有高能量密度和循环寿命长等优点的新型储能器件。该电池主要由正极、负极和电解液三部分组成。其中,正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及一些三元正极材料,其中商业上一般采用磷酸铁锂;商业负极材料为天然石墨。电池充电时,正极材料中脱嵌出的锂离子经过电解液后,嵌入到负极材料中,电池放电时,锂离子由负极脱出并嵌入到正极材料中。对于负极来说,石墨可以提供较低而且平稳的工作电压,而且其循环寿命长,库伦效率也很高;但是它的理论容量有限,只有372mAhg-1,这大大限制了锂离子电池电化学性能的提高。石墨烯是一种具有理想二维结构的sp2杂化新型碳材料,其为构成石墨片、碳纳米管和富勒烯的基本结构单元,并且石墨烯具备优异的力学性质、良好的导电性以及其他一系列特殊的电学、光学、热学、化学性质;这些独特的特性为其在电子器件以及作为电极材料的体相材料等方面的应用提供了可能性。相对于石墨,石墨烯具有高比表面积和高电导率等优点,石墨烯是由单层碳原子无序松散聚集形成,这将有利于锂离子的嵌入和脱出,石墨烯的双面都能储存锂离子,因此增强了锂离子的储存能力。金属氧化的理论容量较高。Yoo等人(NanoLetters2008;8(8):2277-82)测试了石墨烯在锂离子电池负极中的性能,电化学测试结果表明其比容量可达540mAhg-1。Yao等人(NanoscaleResearchLetters2014;9(1):1-6.)合成的中空石墨烯微球用作锂离子电 ...
【技术保护点】
1.一种寡层石墨烯,其特征在于,该寡层石墨烯是以天然鳞片石墨为原料,利用CO2流体在超临界条件下对该天然鳞片石墨进行插层,插层结束,再经快速泄压后制备得到的。
【技术特征摘要】
1.一种寡层石墨烯,其特征在于,该寡层石墨烯是以天然鳞片石墨为原料,利用CO2流体在超临界条件下对该天然鳞片石墨进行插层,插层结束,再经快速泄压后制备得到的。2.根据权利要求1所述的寡层石墨烯,其特征在于,该寡层石墨烯的层数为1-10层。3.权利要求1或2所述寡层石墨烯的制备方法,其包括以下步骤:(1)称取天然鳞片石墨并将其加入到反应釜中,再向反应釜中注入二氧化碳,同时将反应釜内的压力及温度分别升至反应压力及反应温度,以使二氧化碳达到超临界状态;(2)待二氧化碳达到超临界状态后进行插层反应,以使二氧化碳分子充分插层,插层反应结束后,将反应釜内压力快速泄至常压以进行石墨层间的剥离反应;(3)重复步骤(1)-(2),得到所述寡层石墨烯;优选地,所述插层反应的时间为30-120min;还优选地,所述重复的次数为5-10次。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述天然鳞片石墨的质量与超临界二氧化碳的体积比例为1:1-1...
【专利技术属性】
技术研发人员:李永峰,马新龙,李云,王德恩,田晓娟,
申请(专利权)人:中国石油大学北京,
类型:发明
国别省市:北京,11
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