一种石墨烯膜制备方法及石墨烯膜技术

本发明专利技术实施例提供了一种石墨烯膜制备方法，包括在载体上形成单层的石墨烯膜，解决了目前石墨烯的有机溶液，无法在载体上形成单层或多层的石墨烯膜；通过在上述载体上形成的膜，由于控制了石墨烯的含量，从而在制备时可以使上述石墨烯在上述载体上形成均匀的上述石墨烯膜，由于石墨烯的粒径和厚度小，当从溶液中取出载体后，有机溶剂挥发，其溶液中石墨烯的碳

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯膜制备方法及石墨烯膜


[0001]本专利技术涉及石墨烯
，特别是涉及一种石墨烯膜制备方法及石墨烯膜。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42
×
10
‑
10米，键与键之间的夹角为120
°
。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。
[0003]石墨烯作为电极材料时，石墨颗粒其大小、分布和形态都对负极材料的各项性能指标产生较大影响，因此其粒径和厚度，会影响到其具体的应用。例如，石墨的粒度分布会直接影响电池的制浆工艺及体积能量密度。
[0004]然而，目前的石墨烯无由于粒径、厚度等原因，无法很好的分散于有机溶液(如酒精)中，也就无法很好的形成石墨烯的有机溶液，从而无法在载体上形成单层或多层的石墨烯膜，然而，传统的石墨烯膜无法达到单层效果，不能满足高效储能电极的需求。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种石墨烯膜制备方法及石墨烯膜。
[0006]本申请实施例中公开了一种石墨烯膜制备方法，所述方法包括：
[0007]将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，其中，所述单体石墨烯的片径为30～150nm；
[0008]通过调整所述石墨烯有机溶液的浓度，确定并控制所述石墨烯在所述石墨烯有机溶液中的含量；其中，所述含量比例为1:1000000；
[0009]依据所述含量，确定用于制备所述石墨烯膜的载体，并将所述载体浸入到所述石墨烯有机溶液中；
[0010]当浸润完成后，取出所述载体，并对所述载体进行干燥，使所述载体的表面上形成所述石墨烯膜。
[0011]进一步的，所述将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，包括：将制备好的石墨烯加入到有机溶液中，并通过超声波设备发出的超声波破坏其中的非单体的石墨烯，使得单体的石墨烯均匀分散于有机溶液中，形成
单体石墨烯的形成石墨烯有机溶液。
[0012]进一步的，所述易挥发有机溶液为酒精；所述石墨烯有机溶液为石墨烯酒精溶液。
[0013]进一步的，所述将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，之前还包括：
[0014]采用微波对石墨进行电磁改性处理，并进行气磨修正整形分筛，获得的石墨颗粒；
[0015]通过引发剂对所述石墨颗粒精密进行插层改造，并通过切剪工艺，获得洋葱卷状的石墨颗粒；
[0016]通过离心设备，对所述洋葱卷状的石墨颗粒进行自排渣，获得单体石墨烯。
[0017]进一步的，所述采用微波对石墨进行电磁改性处理，并进行气磨修正整形分筛，获得的石墨颗粒之前，还包括：
[0018]将天然石墨原料通过真空上料机转入料斗，并由料斗放入空气流磨中进行气流磨粉；
[0019]采用旋风收尘器收集所需粒径级别的所述石墨。
[0020]进一步的，所述通过离心设备，对所述洋葱卷状的石墨颗粒进行自排渣，获得单体石墨烯之后，还包括：
[0021]对所述单体石墨烯进行干燥处理，并对干燥后的所述单体石墨烯进行磁5选，获得纯净的所述单体石墨烯。
[0022]进一步的，还包括：对所述载体进行表面处理；
[0023]所述表面处理，包括对所述载体表面进行热压和/或抛光。
[0024]进一步的，还包括：
[0025]重复所述当浸润完成后，取出所述载体，并对所述载体进行干燥，使所0述载体的表面上形成所述石墨烯膜的步骤，在所述载体上形成多层的石墨烯膜。
[0026]本申请实施例中还公开了一种石墨烯膜，所述石墨烯膜覆于载体表面上，其由上述任一项所述的方法制得。
[0027]5本申请实施例中还公开了一种负极材料，所述负极材料，包括由上述任
[0028]一项所述的方法制得的石墨烯膜，以及用于涂覆所述石墨烯膜的载体，其中，
[0029]所述石墨烯膜的载体包括铜箔和铝箔。
[0030]本专利技术实施例具有以下优点：
[0031]在本专利技术实施例中，通过将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶0液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，其中，所述单体石墨烯的厚度为0.4～1.2nm，其片径为30～150nm；通过调整所述石墨烯有机溶液的浓度，确定并控制所述石墨烯在所述石墨烯有机溶液中的含量；其中，所述含量比例为1:1000000；依据所述含量，确定用于制备所述石墨烯膜的载体，并将所
[0032]述载体浸入到所述石墨烯有机溶液中；当浸润完成后，取出所述载体，并对5所述载体进行干燥，使所述载体的表面上形成所述石墨烯膜。通过在载体上形成单层的石墨烯膜，解决了目前石墨烯的有机溶液，无法在载体上形成单层或多层的石墨烯膜；由于单体石墨烯的厚度为0.4～1.2nm，通过在上述载体上形成的膜，由于控制了石墨烯的含量，从而在制备时可以使上述石墨烯在上述载体上形成均匀的上述石墨烯膜，由于石墨烯的粒径和厚度小，当从溶液中取出载体后，有机溶剂挥发，其溶液中石墨烯的碳
‑
碳键恢复；在恢复的过
程中，会存在叠加，从而使其横截面存在一定的叠加状态，从而使单层膜厚度范围在0.4～1.2nm，由于单层的厚度小，在应用时，其包括该石墨烯膜的装置体积也相应减小，有助于增加极片的压实密度，提高电池的体积能量密度。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本专利技术一实施例提供的一种石墨烯膜制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述方法包括：将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，其中，所述单体石墨烯的片径为30～150nm；通过调整所述石墨烯有机溶液的浓度，确定并控制所述石墨烯在所述石墨烯有机溶液中的含量；其中，所述含量比例为1:1000000；依据所述含量，确定用于制备所述石墨烯膜的载体，并将所述载体浸入到所述石墨烯有机溶液中；当浸润完成后，取出所述载体，并对所述载体进行干燥，使所述载体的表面上形成所述石墨烯膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，包括：将制备好的石墨烯加入到有机溶液中，并通过超声波设备发出的超声波破坏其中的非单体的石墨烯，使得单体的石墨烯均匀分散于有机溶液中，形成单体石墨烯的形成石墨烯有机溶液。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述易挥发有机溶液为酒精；所述石墨烯有机溶液为石墨烯酒精溶液。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将制备好的石墨烯均匀分散于易挥发的有机溶液中，形成单体石墨烯的石墨烯有机溶液，之前还包括：采用微波对石墨进行电磁改性处理，并进行气磨修正整形分筛，获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伦康，杨炳忻，李娟，
申请(专利权)人：上海巴库斯超导新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：