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专利号: 2024109096751
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 织物等的处理;洗涤;其他类不包括的柔性材料
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:

(1)将100-200mg氧化石墨烯分散在100-200mL去离子水中,超声处理1-2h,得到石墨烯分散液;

(2)向石墨烯分散液中加入与氧化石墨烯等质量的改性剂,超声分散10-20min混合均匀后,放入坩埚中,然后再将坩埚放入马弗炉中,在氮气或者氩气气氛下,以2-5℃/min的升温速率升温至1050-1100℃保持2h,待自然冷却后即可得到改性石墨烯;

(3)将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中,再加入少量纳米二氧化硅,50-60℃下磁力搅拌10-12h,得到质量分数为10-15%的聚丙烯腈纺丝液,将纺丝液抽入注射针筒器中,通过静电纺丝方法制备复合纤维;再将得到的复合纤维充分干燥后,经过氧化、碳化、研磨后得到复合碳纤维;

(4)将复合碳纤维和改性石墨烯按照质量比1:1混合后加入到研磨罐中进行高能球磨处理,得到改性石墨烯-碳纤维复合材料;

(5)球磨完成后,将改性石墨烯-碳纤维复合材料冷却至室温后进行烘干,最终得到粉末状终产物;

步骤(2)所述改性剂为尿素和磷酸二氢铵按照质量比1:1混合得到;

步骤(4)高能球磨处理方法为:复合碳纤维和改性石墨烯按照质量比1:1混合后与研磨球一起放入研磨罐中,充入1-5bar的氮气或者氩气进行保护,球料比为(20-30):1,球磨过程采用正反转模式,正反转模式设置为正转5分钟后停止1分钟再反转5分钟为一周期,球磨过程共运行30个周期;球磨机转数为100-200转/分钟。

2.根据权利要求1所述钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)纳米二氧化硅的平均粒径为20-30nm,加入量为聚丙烯腈质量的1%。

3.根据权利要求1所述钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)静电纺丝参数为:纺丝电压为15-30KV,推进速率为1mL/h-2mL/h,接收距离为10-18cm,采用水浴接收;氧化、碳化的方法为:将干燥后的复合纤维置于氧化铝瓷舟中,再放入管式炉中,向管式炉中通入氧气,以1℃/min的升温速率加热至280℃,恒温2h,自然降温得到氧化产物;再将管式炉中通入保护气体氮气,以1℃/min的升温速率由室温升至650℃,再以3℃/min的升温速率升至1000℃,保温30min,在保护气体中自然冷却,研磨后得到复合碳纤维。

5.根据权利要求1所述钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,研磨罐和研磨球的材质均为玛瑙。

6.根据权利要求1所述钠离子电池用碳基负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)烘干温度为50-100℃,烘干时间为5-10h。