一种快离子导体包覆的石墨复合材料及其制备方法与流程

文档序号:31338336发布日期:2022-08-31 09:24阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种快离子导体包覆的石墨复合材料,其特征在于,所述的石墨复合材料包括内核和包覆所述的内核的外壳;其中,所述的内核为石墨;所述的外壳为双层结构,内层为第一包覆层,含有快离子导体;外层为第二包覆层,是含氮无定形碳。2.根据权利要求1所述的石墨复合材料,其特征在于,所述的内核:第一包覆层:第二包覆层的质量比为90-98:1-5:1-5。3.根据权利要求1所述的石墨复合材料,其特征在于,所述的第一包覆层的厚度为0.5-2μm,第二包覆层厚度为0.1-0.5μm。4.根据权利要求1所述的石墨复合材料,其特征在于,所述的第一包覆层的组成为:80-90wt%快离子导体,1-5wt%石墨烯,其余为无定形碳。5.根据权利要求1所述的石墨复合材料,其特征在于,所述的快离子导体为lialsio4、linbo3、li7la3zr2o
12
、li
0.5
la
0.5
tio3、li
1.4
al
0.4
ti
1.6
(po4)3中的一种。6.权利要求1所述的石墨复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将快离子导体、氧化石墨烯n-甲基吡咯烷酮导电液均匀分散到有机溶剂中后,在100-200℃、1-5mpa的条件下,反应1-6h,过滤,真空干燥,得到包覆材料a;(2)将所述的包覆材料a通过粒子注入法,植入到人造石墨表面,得到材料b;(3)向偶联剂溶液中加入导电聚合物、1-10wt%盐酸溶液,混合均匀后,加入所述的材料b,分散均匀后,添加有机熔剂稀释,喷雾干燥、粉碎、炭化处理、粉碎、分级,得所述的石墨复合材料。7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、四氯化碳、环己烷、二甲苯、四氢呋喃中的一种;所述的步骤(2)中,在氩气、氧气、氮气和氨气中的至少一种气氛下进行;所述的步骤(3)中,偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)二甲氧基甲基硅烷、(3-氨丙基)二乙氧基甲基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-甲基氨丙基三乙氧基硅烷中的一种;导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的一种。8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,快离子导体、有机溶剂的质量体积比为100g:500-1000ml;所述的步骤(2)中,在氧气或氨气的气氛下进行,所述的步骤(3)中,偶联剂、导电聚合物、材料b的质量比为0.5-2:1-10:100。9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,氧化石墨烯n-甲基吡咯烷酮导电液中氧化石墨烯的质量分数为1-5wt%;所述的步骤(2)中,气体流量为10-100sccm,气压2
×
10-4-5
×
10-4
pa,时间1-60min;所述的步骤(3)中,偶联剂溶液中溶质和有机溶剂的质量比为1-5:100;
碳化温度为800-1200℃,时间为1-6h。10.一种快离子导体包覆的石墨复合材料,其特征在于,所述的石墨复合材料采用权利要求6-9任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明为一种快离子导体包覆的石墨复合材料及其制备方法。一种快离子导体包覆的石墨复合材料,包括内核和包覆所述的内核的外壳;其中,所述的内核为石墨;所述的外壳为双层结构,内层为第一包覆层,含有快离子导体;外层为第二包覆层,是含氮无定形碳。本发明还公开了该石墨复合材料的制备方法。本发明所述的一种快离子导体包覆的石墨复合材料及其制备方法,利用第一包覆层和第二包覆层之间的协同作用,即快离子导体锂离子导电率高、结构稳定,第二包覆层含氮无定形碳电子导电高的特性,同时第一包覆层和第二包覆层通过偶联剂连接提升材料之间的结合力,降低层间的阻抗提升循环性能和功率性能。和功率性能。和功率性能。


技术研发人员:王福寿 王福国 王福山 裴成勇 裴国军
受保护的技术使用者:新疆天宏基科技有限公司
技术研发日:2022.05.11
技术公布日:2022/8/30
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