一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，公開(kāi)了一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，包括:A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水混合，得到氧化石墨烯分散液；B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水混合，得到混合溶液；C、將混合溶液滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液；D、混合溶膠陳化，清洗，干燥后得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體；E、對(duì)石墨烯復(fù)合氣凝膠初體進(jìn)行燒結(jié)，得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到石墨烯復(fù)合氣凝膠。F、將石墨烯復(fù)合氣凝膠、導(dǎo)電劑、聚酚氧樹(shù)脂添加到有機(jī)溶劑中，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。本發(fā)明制備的漿料分散性好，比表面積大，內(nèi)阻低，物化穩(wěn)定性好，與鋁箔粘合力強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋰離子電池中極板的導(dǎo)電性是影響極板性能的一個(gè)重要因素。良好的導(dǎo)電性能夠降低電池的內(nèi)阻，提高循環(huán)性能。
[0003]目前鋰離子電池的集流體一般為鋁箔，但是鋁箔與電解液直接接觸，容易被腐蝕。此外，鋰離子電池會(huì)與鋁箔發(fā)生嵌鋰反應(yīng)而遭到破壞，穩(wěn)定性下降。目前采取最多的方法是在鋁箔表面涂覆一層導(dǎo)電碳層，起到保護(hù)集流體的作用，并且阻止嵌鋰反應(yīng)。
[0004]石墨烯作為新型的二維材料，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、機(jī)械性能，低電阻率等特點(diǎn)，目前已成為研究熱點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池中。將石墨烯溶于溶劑后制備成漿料涂覆于集流體表面，能夠起到保護(hù)集流體作用，并且降低電池內(nèi)阻，提高電池性能。但是石墨烯涂層在固化后由于具有較高的比表面積，而鋁箔為光滑金屬表面，普通的粘結(jié)劑很難將兩者進(jìn)行牢固粘合，導(dǎo)致截面接觸不夠緊密，間接影響到了導(dǎo)電性。
[0005]如申請(qǐng)?zhí)枮?01210409939.4公開(kāi)了一種正極集流體及其制備方法，包括以下步驟:提供潔凈金屬鋁箔;取石墨烯、磷酸和粘結(jié)劑加入到有機(jī)溶劑中，攪拌均勻形成漿料，將所述漿料均勻涂覆在金屬鋁箔的一面，然后置于烘箱中，在80?100°C下干燥6?12小時(shí);干燥完畢后，將上述漿料涂覆在金屬鋁箔的另一面，在80?100°C下干燥6?12小時(shí)，得到雙面具有石墨烯涂層的正極集流體。該發(fā)明提供的正極集流體，包括金屬鋁箔和石墨烯涂層，石墨烯涂層設(shè)置在金屬箔表面，起到保護(hù)金屬集流體的作用。
[0006]該發(fā)明中磷酸的作用是對(duì)鋁箔進(jìn)行腐蝕，使鋁箔表面產(chǎn)生腐蝕坑，從而增加石墨烯與鋁箔的附著力。但是上述方法會(huì)大幅降低鋁箔的穩(wěn)定性下降，縮短了使用壽命。
[0007]此外尺寸較小的石墨烯容易在溶劑中發(fā)生團(tuán)聚，分散性較差，漿料在涂層后不夠均勻，影響電池性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法。本發(fā)明制備的高分散性石墨烯復(fù)合漿料中的石墨烯復(fù)合氣凝膠分散性好，比表面積大，孔隙率高，內(nèi)阻低，物化穩(wěn)定性好，能夠提高電池導(dǎo)電性以及集流體與正極材料的相容性，并且與鋁箔具有很強(qiáng)的粘合力，不易脫落。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，包括以下步驟:
A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水按質(zhì)量比1:0.04-0.06:4-6進(jìn)行混合并進(jìn)行超聲波分散，得到氧化石墨烯分散液;所述氧化石墨烯為羧酸基、羥基或季銨基修飾后的氧化石墨稀。
[0010]B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水按質(zhì)量比3-5: 30-50:1:50-150混合并分散均勻，得到混合溶液。
[0011]C、在攪拌條件下，將所述氧化石墨烯分散液升溫至30-50°C，將所述混合溶液在20-40min內(nèi)勻速滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液;其中混合溶液與氧化石墨稀分散液的質(zhì)量比為8-12:1。
[0012]D、將所述混合溶膠在室溫下陳化4_8h，用水清除未反應(yīng)的物質(zhì)后，以二氧化碳作為干燥介質(zhì)，進(jìn)行超臨界流體干燥，得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體;其中，干燥條件為壓力4-8MPa，溫度30-50 °C，時(shí)間 4-12h。
[0013]E、在惰性氣體保護(hù)下，對(duì)所述石墨烯復(fù)合氣凝膠初體在微波設(shè)備中進(jìn)行二步輻射燒結(jié):第一步，先將石墨烯復(fù)合氣凝膠加熱至250-350 0C，保溫0.5-2.5h ；第二步，繼續(xù)加熱至450-550°C，保溫l_3h;得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到石墨烯復(fù)合氣凝膠。
[0014]F、將90-95份所述石墨烯復(fù)合氣凝膠、2_3份導(dǎo)電劑、4_6份聚酚氧樹(shù)脂添加到200-400份有機(jī)溶劑中分散均勻，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。
[0015]本發(fā)明的高分散性石墨烯復(fù)合漿料的主要成分為石墨烯復(fù)合氣凝膠，其利用石墨烯的二維結(jié)構(gòu)與其他的一位結(jié)構(gòu)物質(zhì)復(fù)合成具有三維結(jié)構(gòu)的氣凝膠，比表面積大，孔隙率高，內(nèi)阻低，物化穩(wěn)定性好，能夠提高電池導(dǎo)電性以及集流體與正極材料的相容性，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，防止電池高溫導(dǎo)致安全問(wèn)題。與單一的石墨烯相比，與鋁箔更容易附著，且能夠解決單一石墨烯容易發(fā)生團(tuán)聚的問(wèn)題，因此能夠減少導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑的用量，減小涂層厚度，進(jìn)一步提高電池性能。涂層中還包含有聚酚氧樹(shù)脂，聚酚氧樹(shù)脂一種可以不用固化劑而單獨(dú)使用的熱塑性樹(shù)脂。其環(huán)氧基含量很小而羥值很大，羥基對(duì)鋁箔能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的附著力，能夠彌補(bǔ)石墨烯與鋁箔附著力差的缺點(diǎn)。同時(shí)聚酚氧樹(shù)脂具有較好的耐水性和耐收縮性，能夠提高鋁箔涂層的使用壽命。
[0016]在石墨烯復(fù)合氣凝膠再制備過(guò)程中，先使氧化石墨烯、聚酚氧樹(shù)脂、木質(zhì)素和水溶性聚酰胺酸發(fā)生交聯(lián)制備成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的溶膠，陳化后溶膠中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通過(guò)超臨界流體干燥后，水分被排除，制得石墨烯復(fù)合氣凝膠初體。木質(zhì)素的添加能提高強(qiáng)石墨烯復(fù)合氣凝膠初體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。然后對(duì)石墨烯復(fù)合氣凝膠初體進(jìn)行半炭化，在半炭化過(guò)程的第一步中，水溶性聚酰胺酸發(fā)生熱亞酰胺化轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺，氧化石墨烯、聚酚氧樹(shù)脂、木質(zhì)素和聚酰亞胺進(jìn)一步交聯(lián)，并將氧化石墨烯還原為石墨烯，生成不同尺寸的孔洞，降低電阻率。在第二步半炭化過(guò)程中，由于炭化溫度較低，使得聚酚氧樹(shù)脂中的羥基得以大量保留，在制備成漿料后，與聚酚氧樹(shù)脂具有較好的親和性，從而改善石墨烯復(fù)合氣凝膠的分散性，防止其發(fā)生團(tuán)聚。
[0017]此外，所述氧化石墨烯為羧酸基、羥基或季銨基修飾后的氧化石墨烯，其親水性好，且更容易與聚酚氧樹(shù)脂、木質(zhì)素和水溶性聚酰胺酸發(fā)生交聯(lián)，提高強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。此外，經(jīng)修飾后的氧化石墨烯分散性更高，與鋁箔的附著力更好，更具成膜性。
[0018]作為優(yōu)選，在步驟E的第一步輻射燒結(jié)時(shí)，微波功率為600-1000W，升溫速率為4-60C/min0
[0019]作為優(yōu)選，在步驟E的第二步輻射燒結(jié)時(shí)，微波功率為800-1200W，升溫速率為6-80C/min0
[0020]作為優(yōu)選，所述石墨稀復(fù)合氣凝膠的粒徑為0.5-2微米。
[0021 ]作為優(yōu)選，所述聚酚氧樹(shù)脂的制備方法如下:
將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A添加至反應(yīng)器中進(jìn)行混料，得到混合料，混合均勻后向反應(yīng)器中添加所述混合料質(zhì)量30-40%的乙二醇甲醚并升溫至100-1600C ;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A中雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基、環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酸A中酚羥基的摩爾比為0.4-0.6:0.5:1.2-1.3;接著向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量0.4-0.6%的2-甲基咪唑，在160-180°C下反應(yīng)5-10h;在反應(yīng)過(guò)程中，向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量20-30%的乙二醇甲醚;聚合反應(yīng)后降溫至70-80°C，在降溫過(guò)程中繼續(xù)向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量10-20%的乙二醇甲醚；出料后進(jìn)行濃縮干燥，制得聚酚氧樹(shù)脂。
[0022]本發(fā)明方法制備的聚酚氧樹(shù)脂，在原料配比中，使酚羥基處于過(guò)量狀態(tài)，如此能夠使得生成的聚酚氧樹(shù)脂分子末端含有過(guò)量的的酚羥基基團(tuán)，不僅能夠提高與石墨烯、木質(zhì)素和水溶性聚酰胺酸的交聯(lián)度，而且能夠提高與鋁箔附著力。
[0023]本發(fā)明方法制備的聚酚氧樹(shù)脂，流動(dòng)性高，分子量分布合理，粘結(jié)性能更好，特別適用于粘結(jié)劑以及參與石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備。
[0024]作為優(yōu)選，所述聚酚氧樹(shù)脂中分子量分布在38000-42000區(qū)間的占70%以上。
[0025]作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜。
[0026]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電劑為SuoperP、炭黑。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明制備的高分散性石墨烯復(fù)合漿料中的石墨烯復(fù)合氣凝膠比表面積大，孔隙率高，內(nèi)阻低，物化穩(wěn)定性好，能夠提高電池導(dǎo)電性以及集流體與正極材料的相容性，并且與鋁箔具有很強(qiáng)的粘合力，不易脫落。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0029]實(shí)施例1
一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，包括
A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水按質(zhì)量比1:0.05:5進(jìn)行混合并進(jìn)行超聲波分散，得到氧化石墨烯分散液。所述氧化石墨烯為羧酸基修飾后的氧化石墨烯。
[0030]B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水按質(zhì)量比4:40:1:100混合并分散均勻，得到混合溶液。
[0031 ] C、在攪拌條件下，將所述氧化石墨烯分散液升溫至40°C，將所述混合溶液在30min內(nèi)勻速滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液;其中混合溶液與氧化石墨烯分散液的質(zhì)量比為10:1。
[0032]D、將所述混合溶膠在室溫下陳化6h，用水清除未反應(yīng)的物質(zhì)后，以二氧化碳作為干燥介質(zhì)，進(jìn)行超臨界流體干燥，得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體;其中，干燥條件為壓力6MPa，溫度40°C，時(shí)間8h。
[0033]E、在惰性氣體保護(hù)下，對(duì)所述石墨烯復(fù)合氣凝膠初體在微波設(shè)備中進(jìn)行二步輻射燒結(jié):第一步，先將石墨烯復(fù)合氣凝膠加熱至3000C，保溫1.5h，微波功率為800W，升溫速率為5°C/min;第二步，繼續(xù)加熱至500°C，保溫2h，微波功率為1000W，升溫速率為7°C/min。得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到粒徑為0.5-2微米的石墨烯復(fù)合氣凝膠。
[0034]F、將92.5份所述石墨烯復(fù)合氣凝膠、2.5份炭黑、5份聚酚氧樹(shù)脂添加到300份N-甲基吡咯烷酮中分散均勻，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。
[0035]其中，所述聚酚氧樹(shù)脂的制備方法如下:
將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A添加至反應(yīng)器中進(jìn)行混料，得到混合料，混合均勻后向反應(yīng)器中添加所述混合料質(zhì)量35%的乙二醇甲醚并升溫至130°C;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)月旨、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A中雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基、環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酸A中酚羥基的摩爾比為0.5:0.5:1.25;接著向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量0.5%的2-甲基咪唑，在170°C下反應(yīng)7.5h;在反應(yīng)過(guò)程中，向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量25%的乙二醇甲醚;聚合反應(yīng)后降溫至75°C，在降溫過(guò)程中繼續(xù)向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量15%的乙二醇甲醚；出料后進(jìn)行濃縮干燥，制得聚酚氧樹(shù)脂。且聚酚氧樹(shù)脂中分子量分布在38000-42000區(qū)間的占70%以上。
[0036]實(shí)施例2
一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，包括
A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水按質(zhì)量比1:0.04:4進(jìn)行混合并進(jìn)行超聲波分散，得到氧化石墨烯分散液。所述氧化石墨烯為羥基修飾后的氧化石墨烯。
[0037]B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水按質(zhì)量比3:30:1:50混合并分散均勻，得到混合溶液。
[0038]C、在攪拌條件下，將所述氧化石墨烯分散液升溫至30°C，將所述混合溶液在20min內(nèi)勻速滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液;其中混合溶液與氧化石墨烯分散液的質(zhì)量比為8:1。
[0039]D、將所述混合溶膠在室溫下陳化4h，用水清除未反應(yīng)的物質(zhì)后，以二氧化碳作為干燥介質(zhì)，進(jìn)行超臨界流體干燥，得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體;其中，干燥條件為壓力4MPa，溫度30°C，時(shí)間12h。
[0040]E、在惰性氣體保護(hù)下，對(duì)所述石墨烯復(fù)合氣凝膠初體在微波設(shè)備中進(jìn)行二步輻射燒結(jié):第一步，先將石墨烯復(fù)合氣凝膠加熱至2500C，保溫2.5h，微波功率為600W，升溫速率為4°C/min;第二步，繼續(xù)加熱至450°C，保溫lh，微波功率為800W，升溫速率為6°C/min。得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到粒徑為0.5-1.5微米的石墨烯復(fù)合氣凝膠。
[0041 ] F、將90份所述石墨烯復(fù)合氣凝膠、3份SuperP、6份聚酚氧樹(shù)脂添加到200份二甲基亞砜中分散均勻，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。
[0042]其中，所述聚酚氧樹(shù)脂的制備方法如下:
將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A添加至反應(yīng)器中進(jìn)行混料，得到混合料，混合均勻后向反應(yīng)器中添加所述混合料質(zhì)量30%的乙二醇甲醚并升溫至100°C;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)月旨、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A中雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基、環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酸A中酚羥基的摩爾比為0.4:0.5:1.2;接著向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量0.4%的2-甲基咪唑，在160°C下反應(yīng)1h;在反應(yīng)過(guò)程中，向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量20%的乙二醇甲醚;聚合反應(yīng)后降溫至70°C，在降溫過(guò)程中繼續(xù)向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量10%的乙二醇甲醚；出料后進(jìn)行濃縮干燥，制得聚酚氧樹(shù)脂。且聚酚氧樹(shù)脂中分子量分布在38000-42000區(qū)間的占70%以上。
[0043]實(shí)施例3
一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，包括
A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水按質(zhì)量比1: 0.06:6進(jìn)行混合并進(jìn)行超聲波分散，得到氧化石墨烯分散液。所述氧化石墨烯為季銨基修飾后的氧化石墨烯。
[0044]B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水按質(zhì)量比5: 50:1:150混合并分散均勻，得到混合溶液。
[0045]C、在攪拌條件下，將所述氧化石墨烯分散液升溫至50°C，將所述混合溶液在40min內(nèi)勻速滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液;其中混合溶液與氧化石墨烯分散液的質(zhì)量比為12:1。
[0046]D、將所述混合溶膠在室溫下陳化8h，用水清除未反應(yīng)的物質(zhì)后，以二氧化碳作為干燥介質(zhì)，進(jìn)行超臨界流體干燥，得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體;其中，干燥條件為壓力SMPa，溫度50°C，時(shí)間4h。
[0047]E、在惰性氣體保護(hù)下，對(duì)所述石墨烯復(fù)合氣凝膠初體在微波設(shè)備中進(jìn)行二步輻射燒結(jié):第一步，先將石墨烯復(fù)合氣凝膠加熱至350°C，保溫0.5h，微波功率為1000W，升溫速率為6°C/min;第二步，繼續(xù)加熱至550°C，保溫lh，微波功率為1200W，升溫速率為8°C/min。得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到粒徑為0.5-2微米的石墨烯復(fù)合氣凝膠。
[0048]F、將95份所述石墨烯復(fù)合氣凝膠、2份SuperP、4份聚酚氧樹(shù)脂添加到400份二甲基亞砜中分散均勻，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。
[0049]其中，所述聚酚氧樹(shù)脂的制備方法如下:
將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A添加至反應(yīng)器中進(jìn)行混料，得到混合料，混合均勻后向反應(yīng)器中添加所述混合料質(zhì)量40%的乙二醇甲醚并升溫至160°C;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)月旨、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A中雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基、環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酸A中酚羥基的摩爾比為0.6:0.5: 1.3;接著向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量0.6%的2-甲基咪唑，在180°C下反應(yīng)5h;在反應(yīng)過(guò)程中，向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量30%的乙二醇甲醚;聚合反應(yīng)后降溫至80°C，在降溫過(guò)程中繼續(xù)向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量20%的乙二醇甲醚；出料后進(jìn)行濃縮干燥，制得聚酚氧樹(shù)脂。且聚酚氧樹(shù)脂中分子量分布在38000-42000區(qū)間的占70%以上。
[0050]利用本發(fā)明的石墨烯復(fù)合漿料制成的鋁箔的導(dǎo)電性能能夠提升10-30%，應(yīng)用該鋁箔的電池容量能夠提高10-15%，正極使用壽命得到延長(zhǎng)。
[0051]本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備;本發(fā)明中所用方法，若無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0052]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: A、將氧化石墨烯、羥甲基纖維素和水按質(zhì)量比1:0.04-0.06:4-6進(jìn)行混合并進(jìn)行超聲波分散，得到氧化石墨烯分散液;所述氧化石墨烯為羧酸基、羥基或季銨基修飾后的氧化石墨烯; B、將聚酚氧樹(shù)脂、水溶性聚酰胺酸、木質(zhì)素與水按質(zhì)量比3-5: 30-50:1: 50-150混合并分散均勻，得到混合溶液； C、在攪拌條件下，將所述氧化石墨烯分散液升溫至30-50°C，將所述混合溶液在20-40min內(nèi)勻速滴加至氧化石墨烯分散液中，得到混合溶膠液;其中混合溶液與氧化石墨烯分散液的質(zhì)量比為8-12:1; D、將所述混合溶膠在室溫下陳化4-8h，用水清除未反應(yīng)的物質(zhì)后，以二氧化碳作為干燥介質(zhì)，進(jìn)行超臨界流體干燥，得到石墨烯復(fù)合氣凝膠初體;其中，干燥條件為壓力4-8MPa，溫度 30-50 °C，時(shí)間4-12h; E、在惰性氣體保護(hù)下，對(duì)所述石墨烯復(fù)合氣凝膠初體在微波設(shè)備中進(jìn)行二步輻射燒結(jié):第一步，先將石墨烯復(fù)合氣凝膠加熱至250-350 0C，保溫0.5-2.5h ；第二步，繼續(xù)加熱至450-550°C，保溫l_3h;得到半炭化產(chǎn)物，將半炭化產(chǎn)物洗凈、干燥、粉碎后得到石墨烯復(fù)合氣凝膠； F、將90-95份所述石墨烯復(fù)合氣凝膠、2-3份導(dǎo)電劑、4-6份聚酚氧樹(shù)脂添加到200-400份有機(jī)溶劑中分散均勻，研磨后制得高分散性石墨烯復(fù)合漿料。2.如權(quán)利要求1所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，在步驟E的第一步輻射燒結(jié)時(shí)，微波功率為600-1000W，升溫速率為4-6°C/min。3.如權(quán)利要求2所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，在步驟E的第二步輻射燒結(jié)時(shí)，微波功率為800-1200W，升溫速率為6-8°C/min。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，所述石墨稀復(fù)合氣凝膠的粒徑為0.5-2微米。5.如權(quán)利要求1所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，所述聚酚氧樹(shù)脂的制備方法如下: 將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A添加至反應(yīng)器中進(jìn)行混料，得到混合料，混合均勻后向反應(yīng)器中添加所述混合料質(zhì)量30-40%的乙二醇甲醚并升溫至100-1600C ;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧氯丙烷和雙酚A中雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基、環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酸A中酚羥基的摩爾比為0.4-0.6:0.5:1.2-1.3;接著向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量0.4-0.6%的2-甲基咪唑，在160-180°C下反應(yīng)5-10h;在反應(yīng)過(guò)程中，向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量20-30%的乙二醇甲醚;聚合反應(yīng)后降溫至70-80°C，在降溫過(guò)程中繼續(xù)向反應(yīng)器中添加混合料質(zhì)量10-20%的乙二醇甲醚；出料后進(jìn)行濃縮干燥，制得聚酚氧樹(shù)脂。6.如權(quán)利要求4所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，所述聚酚氧樹(shù)脂中分子量分布在38000-42000區(qū)間的占70%以上。7.如權(quán)利要求1所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜。8.如權(quán)利要求1所述的一種高分散性石墨烯復(fù)合漿料的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為SuoperP、炭黑。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK105932296SQ201610358510
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】潘美姿, 張 雄, 蒙廣偉
【申請(qǐng)人】寧波維科電池股份有限公司