基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺，涉及石墨烯技术领域

【技术实现步骤摘要】
基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺


[0001]本专利技术属于石墨烯
，特别是涉及一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺
。

技术介绍

[0002]石墨烯纸是一种基于石墨原料的合成材料
。
它不仅重量轻，强度和硬度高，具有比钢更好的柔韧性，并且还是一种环保材料
。
石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体器件，在纳米电子器件
、
光电化学电池
、
超轻型飞机材料等研究领域得到应用
。
其中，石墨烯纸还可应用于铅酸电池板栅领域
。
[0003]CN104030280A
公开了一种石墨烯纸的制备方法，具体步骤包括：制备氧化石墨烯固体并分散于溶剂中；将该分散液在基底上流延，干燥成膜形成氧化石墨烯纸并浸泡在抗坏血酸溶液中，通过原位还原法制得石墨烯纸；将氧化石墨烯纸浸泡在抗坏血酸和硝酸银混合溶液中，得到电学性能增强的石墨烯纸
。
这种方法制得的石墨烯纸结构规整
、
高度均匀
、
纯度高；形状
、
尺寸
、
厚度和产品方块电阻可控
。
[0004]因此，现有的石墨烯纸在制备过程中，最常用的方法是使用水合肼法还原氧化石墨烯制备石墨烯纸，此方法杂质含量多，且密度不高，延伸性不能得到充分发挥
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺，解决了现有技术中的石墨烯纸在制备过程中杂质含量多的技术问题
。
[0006]为达上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺，包括如下步骤：
[0008]步骤一：将准备好的甲烷碳化合物作为碳源，并通过甲烷碳化合物在基体表面的分解生长石墨烯；分解生长包括渗碳析碳机制或表面生长机制；
[0009]步骤二：配制混合电解液，将针状电极安装在电解液内，移向靠近需要沉积的表面，并在针状电极与阴极转盘之间加上电压；
[0010]步骤三：将石墨烯投放至电解液内，经针状电极沉积至针状电极的下方，并缓慢转动阴极转盘；
[0011]步骤四：将沉积在针状电极的下方的石墨烯分散于溶剂中，超声处理，得到均匀分散的氧化石墨烯悬浮液，将均匀分散的氧化石墨烯悬浮液在基底上流延，干燥成膜，从而得到氧化石墨烯纸；
[0012]步骤五：将氧化石墨烯纸送至辊压机下方，辊压机内部电加热后对石墨烯固体进行多次重力辊压，抛光辊压后的石墨烯纸在真空炉内烧结，最后进行修边
、
收卷
。
[0013]优选的，在步骤一中，分解生长包括渗碳析碳机制或表面生长机制
。
[0014]优选的，在步骤一中，分解生长包括渗碳析碳机制或表面生长机制
。
[0015]优选的，在步骤二中，混合电解液包括氯化铵
、
冰醋酸
、
氯化钠
、
三氧化二铝
、
盐酸
、
环氧乙烷
、
氢氧化镁
、
碳酸氢钠
、
丙烯酰胺
、
甲基磺酸亚锡
、
硫酸铋
、
碳酸铜
、
羟基亚乙基二磷酸
、
硝酸钾
、
酸性蓝
、
蒸馏水配制而成
。
[0016]优选的，在步骤二中，针状电极的电极方向位于电解液内，针状电极的圆形顶端露出电解液内与阴极转盘保持电连接
。
[0017]优选的，在步骤三中，石墨烯垂直沉积速率可以达到
61
μ
m/s。
[0018]优选的，在步骤三中，阴极转盘的外侧位于针状电极的下方，阴极转盘由外接电源驱动进行缓慢转动，石墨烯垂直沉积至针状电极下方的阴极转盘外侧
。
[0019]优选的，在步骤四中，溶剂可为蒸馏水，对石墨烯进行均匀分散
。
[0020]优选的，在步骤四中，氧化石墨烯悬浮液在基底上流延成膜，成膜后的石墨烯在温度为
20
～
80℃
的真空干燥箱中干燥6～
24h。
[0021]优选的，在步骤五中，辊压机内部电加热将辊轴加热至
250℃
～
350℃
之间，辊轴辊压压力为
75Mpa
～
100Mpa
，对石墨烯纸进行多次重力辊压抛光
。
[0022]优选的，在步骤五中，石墨烯纸在真空炉内
0.025Mpa
氢气
、620℃
环境下烧结，时间为5小时
。
[0023]本专利技术的实施例具有以下有益效果：
[0024]本专利技术通过在针状电极与阴极转盘之间加上电压，石墨烯经针状电极沉积至针状电极的下方，提升石墨烯的沉积速率，且此方法制得的石墨烯具有完整的三维结构，辊压机内部电加热后对石墨烯固体进行多次重力辊压，使其的密度更高，柔韧性更强，杂质含量少，可以更好的应用于铅酸电池板栅中
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的石墨烯纸方法结构示意图
。
具体实施方式
[0026]实施例1[0027]如图1所示，在本实施例中提供了一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺：
[0028]步骤一中，分解生长包括渗碳析碳机制或表面生长机制
。
渗碳析碳机制：对于镍等具较高溶碳量的金属基体，碳源裂解产生的碳原子在高温时渗入金属基体内，在降温时再从其内部析出成核，进而生长成石墨烯
。
[0029]步骤二中，混合电解液包括氯化铵
、
冰醋酸
、
氯化钠
、
三氧化二铝
、
盐酸
、
环氧乙烷
、
氢氧化镁
、
碳酸氢钠
、
丙烯酰胺
、
甲基磺酸亚锡
、
硫酸铋
、
碳酸铜
、
羟基亚乙基二磷酸
、
硝酸钾
、
酸性蓝
、
蒸馏水配制而成，针状电极的电极方向位于电解液内，针状电极的圆形顶端露出电解液内与阴极转盘保持电连接
。
[0030]步骤三中，石墨烯垂直沉积速率可以达到
61
μ
m/s
，比一般电镀工艺的要高出
100
倍，阴极转盘的外侧位于针状电极的下方，阴极转盘由外接电源驱动进行缓慢转动，石墨烯垂直沉积至针状电极下方的阴极转盘外侧，仅限于针电极下方的有限区域
。
[0031]步骤四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于针状电极沉积用于铅酸电池板栅的石墨烯纸制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将准备好的甲烷碳化合物作为碳源，并通过甲烷碳化合物在基体表面的分解生长石墨烯；步骤二：配制混合电解液，将针状电极安装在电解液内，移向靠近需要沉积的表面，并在针状电极与阴极转盘之间加上电压；步骤三：将石墨烯投放至电解液内，经针状电极沉积至针状电极的下方，并缓慢转动阴极转盘；步骤四：将沉积在针状电极的下方的石墨烯分散于溶剂中，超声处理，得到均匀分散的氧化石墨烯悬浮液，将均匀分散的氧化石墨烯悬浮液在基底上流延，干燥成膜，从而得到氧化石墨烯纸；步骤五：将氧化石墨烯纸送至辊压机下方，辊压机内部电加热后对石墨烯固体进行多次重力辊压，抛光辊压后的石墨烯纸在真空炉内烧结，最后进行修边
、
收卷
。2.
如权利要求1所述的石墨烯纸制备工艺，其特征在于，在步骤一中，分解生长包括渗碳析碳机制或表面生长机制
。3.
如权利要求1所述的石墨烯纸制备工艺，其特征在于，在步骤二中，混合电解液包括氯化铵
、
冰醋酸
、
氯化钠
、
三氧化二铝
、
盐酸
、
环氧乙烷
、
氢氧化镁
、
碳酸氢钠
、
丙烯酰胺
、
甲基磺酸亚锡
、
硫酸铋
、
碳酸铜
、
羟基亚乙基二磷酸
、
硝酸钾
、
酸性蓝
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政文，李思睿，黎少伟，
申请(专利权)人：广州倬粤电能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：