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专利号: 2024118152680
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,S101.通过对天然石墨进行酸处理、热处理的产物为石墨前驱体,进而通过改进的Hummers法制得超大片径氧化石墨烯;

S102.将步骤S101中超大片径氧化石墨烯利用快速焦耳热的高电压、高热量和高压力将其转化为大片径低缺陷石墨烯材料;

S103.将步骤S102中石墨烯材料与磷酸铁锂粉末转入球磨机中进行球磨,最终得到复合材料;

所述石墨前驱体是按照如下步骤制得的:

将天然石墨和浓硫酸混合搅拌,后将浓硝酸加入,在室温下并搅拌,然后将超纯水缓慢倒入混合物中,并使用超纯水将所得产物洗涤多次,随后离心并在60℃下干燥24h,将干燥的粉末在1000℃下热处理,即得到石墨前驱体。

2.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述硫酸浓度为70‑98Wt%,所述硝酸浓度为86‑97.5Wt%,所述石墨质量与浓硫酸体积比为1:20‑1:50,所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为2:1‑4:1,在室温下搅拌时间为18‑36小时。

3.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S101中热处理的时间为10‑40秒。

4.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S102中快速焦耳热的放电时间为100‑800ms。

5.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S102中快速焦耳热需预处理,预处理的电容电压为80‑250V,预处理的次数为1‑10次。

6.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S102中快速焦耳热的电容电压为100‑300V,电流为10‑80A,放电次数为

1‑5次。

7.根据权利要求1所述的一种焦耳热合成石墨烯与磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S103中球磨时间为1‑6小时,球磨转速为200‑600rpm/min,球磨的球料比为2:1‑1:1。

8.根据权利要求1‑7任意一项所述方法制得的一种石墨烯与磷酸铁锂复合材料在离子电池中作为电极的应用。