石墨烯以及石墨烯的制法制造技术

包含氢化石墨和脱氢石墨的组合物，所述氢化石墨和脱氢石墨包括多个片。10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米。例如，所述片的平均厚度可为10个原子层或更小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】石墨烯以及石墨烯的制法优先权本申请要求于2016年2月12日向德国专利商标局提交的第102016202202.4号德国专利申请的优先权。该申请的全文以参引的方式纳入本文。
技术介绍
本公开涉及石墨烯以及石墨烯的制法，包括用于将石墨膨胀为石墨烯的设备和方法。理想的石墨烯是单碳原子厚度的石墨层，无限大且无杂质。在现实生活中，石墨烯的尺寸是有限的且含有杂质。尽管存在这些不完善之处，实际的石墨烯的物理性能主要由sp2杂化碳原子呈现，sp2杂化碳原子由其他三个位于同一平面彼此呈120°角的碳原子围绕，由此接近无限大的片状纯碳。由于这种结构，石墨烯具有若干个极其非同寻常的物理性能，包括极高的弹性模量与重量之比，高导热性和高导电性，以及大且非线性的反磁性。由于这些非同寻常的物理性能，石墨烯可用在多个不同应用中，包括可用于制备导电涂层、印刷的电子产品、或用于太阳能电池、电容器和电池等的导电触点的导电油墨。虽然理想的石墨烯仅包括单层碳原子，但包括多个碳原子层(例如多达10层，或多达6层)的石墨烯结构也可提供可匹敌的物理性能，并且能够有效地用在许多这些相同应用中。为了方便起见，单原子层石墨烯和具有可匹敌物理性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，其包含：脱氢石墨，所述脱氢石墨包括多个片，所述多个片：10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，平均厚度为10个原子层或更少，并且具有特征如下的缺陷密度：以好于1.8厘米‑1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ‑拉曼光谱的至少50％具有小于0.5的D/G面积比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 DE 102016202202.41.一种组合物，其包含：脱氢石墨，所述脱氢石墨包括多个片，所述多个片：10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，平均厚度为10个原子层或更少，并且具有特征如下的缺陷密度：以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ-拉曼光谱的至少50％具有小于0.5的D/G面积比。2.一种组合物，其包含：脱氢石墨，所述脱氢石墨包含多个片，所述多个片：10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ-拉曼光谱的2D单峰拟合的决定系数值对于超过50％的所述光谱而言大于0.99，并且具有特征如下的缺陷密度：以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ-拉曼光谱的至少50％具有小于0.5的D/G面积比。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述脱氢石墨超过60％例如超过80％或超过85％的μ-拉曼光谱的决定系数值大于0.99。4.根据权利要求1至3任一项所述的组合物，其中所述脱氢石墨超过40％例如超过50％或超过65％的μ-拉曼光谱的决定系数值大于0.995。5.根据权利要求1至4任一项所述的组合物，其中6个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，例如，4个片中至少1个的尺寸超过10平方微米。6.根据权利要求1至5任一项所述的组合物，其中10个片中至少1个的尺寸超过25平方微米，例如10个片中至少2个的尺寸超过25平方微米。7.根据权利要求1至6任一项所述的组合物，其中所述平均厚度为7个原子层或更小，例如为5个原子层或更小。8.根据权利要求1至7任一项所述的组合物，其中所述缺陷密度的特征如下：所采集光谱的至少80％具有小于0.5的D/G面积比，例如，所采集光谱的至少95％具有小于0.5的D/G面积比。9.根据权利要求1至8任一项所述的组合物，其中所述缺陷密度的特征如下：所采集光谱的至少80％具有小于0.5的D/G面积比，例如，所采集光谱的至少95％具有小于0.5的D/G面积比。10.根据权利要求1至9任一项所述的组合物，其中所述缺陷密度的特征如下：所采集光谱的至少50％具有小于0.2的D/G面积比，例如，所采集光谱的至少70％具有小于0.2的D/G面积比。11.根据权利要求1至10任一项所述的组合物，其中所述缺陷密度的特征如下：平均D/G面积比小于0.8，例如，小于0.5或小于0.2。12.根据权利要求1至11任一项所述的组合物，其中所述组合物为脱氢石墨片的颗粒状粉末，例如，为脱氢石墨片的黑色颗粒状粉末。13.根据权利要求1至12任一项所述的组合物，其中所述脱氢石墨的多个片为褶皱状的、起皱的或折叠状的，例如，其中所述多个片被组装成三维结构。14.根据权利要求1至13任一项所述的组合物，其中以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ-拉曼光谱G峰的半峰宽大于20厘米-1，例如大于25厘米-1或大于30厘米-1。15.根据权利要求1至14任一项所述的组合物，其中以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集的脱氢石墨μ-拉曼光谱显示在1000-1800厘米-1范围的宽峰，其中半峰宽大于200厘米-1，例如大于400厘米-1。16.根据权利要求1至15任一项所述的组合物，其中超过1％例如超过5％或超过10％的所述片的厚度大于10个原子层。17.根据权利要求1至16任一项所述的组合物，其中所述组合物为一种复合物，例如，其中所述复合物还包含活性炭，或其中所述复合物还包含聚合物。18.根据权利要求1至17任一项所述的组合物，其中所述组合物为一种复合物，且所述组合物至少30％例如至少50％或至少70％的sp3杂化碳位点具有如下一个或多个特征：a)以非氢化学基团官能化，b)与另一个片的sp3杂化碳位点交联，或c)以其他方式化学修饰。19.一种电极，所述电极包含权利要求1至18任一项所述的组合物。20.一种电池或一种电化学电容器，包括权利要求19所述的电极，例如，其中所述电池为锂电池、锂离子电池、硅阳极电池或锂硫电池。21.一种组合物，包含：氢化石墨，所述氢化石墨包括多个片，所述多个片：10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，平均厚度为10个原子层或更小，并且具有特征如下的缺陷密度：以好于1.8厘米-1的分辨率且在100倍物镜焦距处低于2mW的激发能量在532nm处激发采集的氢化石墨μ-拉曼光谱的平均D/G面积比为0.2-4，其中大多数所述缺陷是远离所述片边缘处的sp3-杂化碳位点的可逆氢化。22.一种组合物，包含：可逆氢化的石墨，所述可逆氢化的石墨包含多个片，所述多个片：10个片中至少1个的尺寸超过10平方微米，对石墨在2mbar以及800℃在惰性气氛中热处理之后的μ-拉曼光谱的2D单峰拟合的决定系数值对于超过50％的所述光谱而言大于0.99，所述μ-拉曼光谱以好于1.8厘米-1的分辨率在532nm处激发采集，以及具有特征如下的缺陷密度：以好于1.8厘米-1的分辨率且在100倍物镜焦距处低于2mW的激发能量在532nm处激发采集的氢化石墨μ-拉曼光谱的平均D/G面积比为0.2-4，其中大多数所述缺陷是远离所述片边缘处的sp3-杂化碳位点的可逆氢化。23.根据权利要求21或22所述的组合物，其中超过60％例如超过80％或超过85％的石墨μ-拉曼光谱的决定系数值大于0.99。24.根据权利要求21至23任一项所述的组合物，其中超过40％例如超过50％或超过65％的石墨μ-拉曼光谱的决定系数值大于0.995。25.根据权利要求21至24...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·霍夫曼，C·E·内贝尔，S·洛西尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE