【技术实现步骤摘要】
石墨烯基复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于碳材料
，具体涉及一种石墨烯基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
当今社会信息产业的急速发展，给锂离子电池的应用带来了巨大的市场规模，但是，随着社会的不断进步，社会对兼具高能量密度、高体积能量密度及高安全性、低成本的电池体系表现出了更高的渴望。现有锂离子电池显然不能满足上述要求，因此，开发具有更强性能的锂离子电池成为广大科研工作者的重要目标。氧化锰负极材料具有高能量密度、循环稳定性优异、材料成本低等优势，成为当下研究人员的热点负极材料。石墨烯具有高电子迁移率(2×105cm2/V·s)、高强度(130GPa)、高热导率(5300W/m·K)、高表面活性(2630m2/g)等优异特性，可以有效改善电极材料在充放电过程中的电子与离子的传输过程动力学，增强电池的循环稳定性，而石墨烯微观结构和化学性质的设计是实现高性能电极材料的关键。现有的石墨烯基复合材料存在以下问题：(1)石墨烯难以规模化制备：传统的氧化-还原法受到生产周期长、产生大量废酸废液和安...
【技术保护点】
1.一种制备石墨烯基复合材料的方法，其特征在于，包括：/n(1)将锰盐溶液、氢氧化物溶液、含有导电碳材料的溶液混合得到混合浆料，并将所述混合浆料抽滤、洗涤后分散于水中，然后将分散液进行喷雾干燥，以便得到含有氢氧化锰和导电碳材料的前驱体；/n(2)将所述前驱体置于高温反应器中持续升温，同时通入保护气，达到第一预定温度后，向所述高温反应器中通入含有保护气和氢气的第一气体，以便得到含有导电碳材料的氧化锰；/n(3)将所述含有导电碳材料的氧化锰置于高温反应器中持续升温，同时通入所述保护气，达到第二预定温度后，向所述高温反应器中通入含有保护气和碳源或含有保护气和含氮碳源的第二气体，以...
【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯基复合材料的方法，其特征在于，包括：
(1)将锰盐溶液、氢氧化物溶液、含有导电碳材料的溶液混合得到混合浆料，并将所述混合浆料抽滤、洗涤后分散于水中，然后将分散液进行喷雾干燥，以便得到含有氢氧化锰和导电碳材料的前驱体；
(2)将所述前驱体置于高温反应器中持续升温，同时通入保护气，达到第一预定温度后，向所述高温反应器中通入含有保护气和氢气的第一气体，以便得到含有导电碳材料的氧化锰；
(3)将所述含有导电碳材料的氧化锰置于高温反应器中持续升温，同时通入所述保护气，达到第二预定温度后，向所述高温反应器中通入含有保护气和碳源或含有保护气和含氮碳源的第二气体，以便得到在含有导电碳材料的氧化锰上沉积形成石墨烯或氮掺杂石墨烯，得到石墨烯基复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述锰盐溶液中锰离子浓度为0.01～0.5mol/L；
任选的，在步骤(1)中，所述锰盐溶液包括醋酸锰、硝酸锰、氯化锰和溴化锰中的至少之一；
任选的，在步骤(1)中，所述氢氧化物溶液中氢氧根离子的浓度为0.01～1.0mol/L；
任选的，在步骤(1)中，所述氢氧化物溶液中含有氢氧化钠和氢氧化钾中的至少之一；
任选的，在步骤(1)中，所述含有导电碳材料的溶液包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、导电活性炭、导电石墨和碳纳米纤维中的至少之一；
任选的，在步骤(1)中，所述含有导电碳材料的溶液的浓度为0.01～0.5g/L；
任选的，在步骤(1)中，所述前驱体中导电碳材料的质量比为0.5～20％；
任选的，在步骤(1)中，所述分散液的浓度为0.01～1mol/L；
任选的，在步骤(1)中，所述喷雾干燥过程进料速度为3～30mL/min，进风温度为200～300摄氏度，出风温度为90～160摄氏度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述升温速率为5～20摄氏度/分钟；
任选的，在步骤(2)中，所述保护气为氮气、氩气或氦气；
任选的，在步骤(2)中，所述第一预定温度为400～700摄氏度，所述第一预定温度下反应0.5～3小时；
任选的，在步骤(2)中，所述含有保护气和氢气的第一气体中，所述保护气流量为0.3～10L/min，所述保...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘东海，高学森，张勃，刘芳芳，李金来，
申请(专利权)人：新奥石墨烯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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