CN107394207A - 一种石墨烯复合导电粉体及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯复合导电粉体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种石墨烯复合导电粉体，所述石墨烯复合导电粉体包括石墨烯材料和高分子复合材料，所述高分子复合材料为导电高分子化合物通过单体以原位聚合的方式形成于导电碳材料的表面而得到，所述石墨烯材料通过与所述高分子复合材料中导电高分子化合物之间的π‑π共轭作用而与所述高分子复合材料紧密复合，所述导电高分子化合物为聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种。本发明还提供一种石墨烯复合导电粉体的制备方法。

Description

一种石墨烯复合导电粉体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于锂离子电池的导电剂，特别涉及一种石墨烯复合导电粉体及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比容量大、放电平稳、体积小、质量轻、无记忆效应、安全、寿命长、对环境友好等优点，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等领域展示了广阔的应用前景。锂离子电池的正极活性材料一般为过渡金属氧化物，如：LiCoO2、LiNixCo(1-x)O2和尖晶石LiMn2O4等，以及过渡金属的磷酸盐LiMPO4。这些过渡金属氧化物一般是半导体或是绝缘体，电导率普遍较低，造成在较大电流条件下放电时容量往往难以完全发挥，严重限制了锂离子的功率性能。目前主要的解决方案是在电池制备过程中加入大量的具有较高电子电导率的碳材料作为导电剂使用，以期通过在电极内部构建快速电子传导的网络来提高锂离子电池在高功率工作条件下的性能。
现有技术使用的锂离子电池导电剂有：(1)零维导电剂，如：碳黑等；(2)一维导电剂，如：气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管等；以及(3)二维导电剂，如石墨烯等。
碳黑是由呈球形的无定形碳颗粒组成的链状物，是目前使用最为广泛的导电剂，价格低廉，但易团聚，很难在有机溶剂中充分分散。为了达到增强电极活性物质间相互接触的目的，所需要的添加量较大，从而造成电极容量的下降。碳纳米管是呈线型的一维碳质材料，与碳黑相比，碳纳米管具有更佳的导电性能且添加量少。但目前碳纳米管的价格昂贵，且作为导电剂使用时存在分散困难的缺点。石墨烯是二维薄片状的层状材料，石墨烯的导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，是目前已知电导率最高的材料。但石墨烯由于比表面积大，石墨烯片层容易团聚，导致实际使用过程中石墨烯有效使用率降低，难以充分发挥石墨烯的功效。另外，使用单一组分的导电剂难以有效的在电极材料之间构成导电网络，很难达到大幅改善电极材料电化学性能的需要。因此，目前导电剂的发展趋势是基于石墨烯制备多元组分复合导电剂。利用石墨烯与其它不同导电组分结构不同的特点，提高导电剂在电极材料之间导电网络的构筑效果，协同发挥各导电组分的效果，确保保石墨烯及各导电组分在电极材料中的分散性才能有效提升电极材料的电化学性能。
目前制备石墨烯复合导电剂的方法主要是通过将石墨烯与炭黑或碳纳米管等其它导电组分以及表面活性剂分散在溶液中，再经过干燥处理得带石墨烯复合导电剂。其导电颗粒之间是通过吸附作用粘附在一起，存在粘附力差的问题，在后期干燥过程中易出现各组分分相的问题，造成石墨烯片层堆叠，分散效果差，大大降低石墨烯的利用率，同时导电剂添加到正极材料里面仅仅起到导电作用；另一方面表面活性剂的加入会在电极材料之间引入不导电的杂质相，使得形成的导电网络差，影响导电剂的综合性能。
专利CN201510659209.3公开了一种Graphene/CNTs/Super-P复合导电剂的制备方法，其将氧化石墨烯浆料、CNTs、Super-P及表面活性剂加入到反应釜中经机械搅拌与超声分散得到混合均匀的分散浆料，浆料再经干燥粉碎、高温膨化及高温热还原最终得到Graphene/CNTs/Super-P复合导电剂粉体。一方面，整个制备工艺复杂，能耗高。另一方面，虽然经过高温膨化，表面活性剂分解，但是在膨化过程中会造成部分氧化石墨烯的烧蚀损耗，同时由于在各导电组分之间起桥梁作用的表面活性剂分解，造成各导电组分之间的结合力降低，难以发挥组分之间的协同作用。
专利CN201310448084.0公开了一种石墨烯基复合导电剂的制备方法，其将氧化石墨烯、颗粒状碳材料以及表面活性剂配置成混合溶液，将混合溶液进行溶剂热处理，再经过滤、干燥得到石墨烯基复合前驱体，对石墨烯基复合前驱体分步进行高温处理，去除石墨烯基复合前驱体中的非碳杂原子，获得石墨烯基复合导电剂，再将所得石墨烯基复合导电剂进行弱氧化处理，最后洗涤干燥。整个制备工艺复杂、周期较长、能耗高，同时需要以氧化石墨烯作为石墨烯材料来源，在溶剂热的作用下通过表面活性剂发生炭化，来实现颗粒状碳材料与氧化石墨烯直接的结合，并且即使经过高温处理后得到的石墨烯的表面结构依然难以有效恢复，石墨烯材料电导率受损严重。
专利CN201610356037.7公开了一种石墨烯复合导电剂的制备方法，其将石墨烯与导电材料分别通过阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂进行表面改性，再将分别改性后的石墨烯分散浆料与导电材料分散浆料混合，将混合物干燥得到便得到石墨烯复合导电剂。整个制备工艺简单，能耗较低，石墨烯与导电材料之间由于存在较强的库伦作用，使得两导电组分间的结合力较强，有利于提高石墨烯在电极中的分散性与利用率，但是表面活性剂的存在会阻碍各导电组分间协同作用的发挥，同时表面活性剂会降低三维导电网络整体电导率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种石墨烯分散性好、能提高导电剂成分之间的协同效应、导电性能优异的石墨烯复合导电剂及其制备方法，以解决现有技术问题。
本发明提供一种石墨烯复合导电粉体，所述石墨烯复合导电粉体包括石墨烯材料和高分子复合材料，所述高分子复合材料为导电高分子化合物通过单体以原位聚合的方式形成于导电碳材料的表面而得到，所述石墨烯材料通过与所述高分子复合材料中导电高分子化合物之间的π-π共轭作用而与所述高分子复合材料紧密复合，所述导电高分子化合物为聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种。
本发明还提供一种石墨烯复合导电粉体的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将导电碳材料与单体、引发剂、掺杂剂溶于水溶液中并混合均匀，通过原位聚合反应，得到高分子复合材料，其中所述单体为苯胺、吡咯和噻吩中的至少一种；
(2)将所述高分子复合材料与石墨烯材料分别分散于水中，混合均匀，通过π-π共轭作用得到石墨烯复合导电浆料；以及
(3)将所述石墨烯复合导电浆料干燥，得到石墨烯复合导电粉体。
与现有技术相比较，本发明所述石墨烯复合导电粉体的优点如下：
第一，所述导电高分子化合物由其单体通过原位聚合形成于导电碳材料表面。因此，导电高分子化合物与导电碳材料二者紧密复合。第二，该导电碳材料通过所述高分子复合材料中导电高分子化合物的共轭π电子与石墨烯材料的石墨烯结构中的π电子发生共轭作用。在π-π共轭驱动力的作用下，高分子复合材料与石墨烯进行自组装得到石墨烯复合导电粉末。其中，石墨烯材料表面覆盖有经导电高分子化合物改性的导电碳材料。
由于石墨烯表面离域的π电子与导电高分子化合物中离域的π电子的共轭作用，π电子离域范围由原本孤立的石墨烯材料和导电高分子化合物进一步扩展到整个复合材料体系。
对于该石墨烯复合导电粉体，一方面，由于石墨烯材料之间通过导电碳材料形成阻隔，有效避免了石墨烯片层的堆叠与团聚，提高了石墨烯的分散效果与利用率。另一方面，导电高分子化合物是在导电碳材料表面通过原位聚合形成的，二者之间的结合力较强。换句话说，导电高分子化合物与石墨烯材料之间存在较强的π-π共轭作用，使得二者之间结合力较强。另外，导电高分子化合物本身具有较高的导电性与保液性的特点以及发生在导电高分子化合物与石墨烯材料之间的π电子离域效应，使得导电碳材料、导电高分子化合物、及石墨烯材料这三者之间能充分发挥协同作用，而形成一个整体的三维导电网络。从而，既提高了石墨烯复合导电粉体的导电性，同时使得该石墨烯复合导电粉体具有较高的保液量。当将该石墨烯复合导电粉体应用于锂离子电池时，既有利于电子的传导，同时也有利于锂离子的传输，对于提高电极材料的快充快放电化学性能非常有意义。
所述石墨烯复合导电粉体的制备方法具有工艺简单、易于操作，适用于产业化应用的优点。
附图说明
图1为实施例1制备的石墨烯复合导电粉体的扫描电镜照片；
图2为实施例1制备的石墨烯复合导电粉体在N-甲基吡咯烷酮溶液中以5m/s的线速度剪切分散后的扫描电镜照片。
具体实施方式
以下将对本发明提供的石墨烯复合导电粉体及其制备方法作进一步说明。
本发明提供一种石墨烯复合导电粉体。所述石墨烯复合导电粉体包括石墨烯材料和高分子复合材料。所述高分子复合材料为导电高分子化合物通过单体以原位聚合的方式形成于导电碳材料的表面而得到。所述石墨烯材料通过与所述高分子复合材料中导电高分子化合物之间的π-π共轭作用而与所述高分子复合材料紧密复合。
所述石墨烯材料的结构不进行特别的限制，其可以包括石墨烯纳米片、石墨烯微米片、石墨烯纳米带、少层石墨烯(2-5层)、多层石墨烯(2-9层)、石墨烯量子点、化学改性石墨烯(氧化石墨烯、还原氧化石墨烯)以及这些石墨烯类材料的衍生物)。所述石墨烯材料的定义可参见文献“Allinthegraphenefamily–Arecommendednomenclaturefortwo-dimensionalcarbonmaterials”。所述石墨烯材料还可以选自厚度≤20nm，更优选地，厚度≤10nm的材料。在本实施例中，该石墨烯材料的厚度优选≤3nm，石墨烯材料越薄，柔韧性越好，越容易加工。所述石墨烯材料的制备方法不限，采用本领域技术人员熟知的石墨烯产品或常规的制备方法制备即可。本发明的石墨烯材料优选宁波墨西科技有限公司提供的石墨烯产品。石墨烯材料可以选自化学氧化法如Brodie法、Hummers法或Staudenmaier法中的任意一种方法制备的氧化石墨烯经热膨胀制得的石墨烯材料，也可以选用机械剥离、液相剥离或电化学剥离制备石墨烯材料，同样本发明也可以使用氧化石墨烯或其他经化学改性的石墨烯材料。
所述导电碳材料不包括石墨烯，优选为碳纳米管、碳纤维和导电碳黑中的至少一种。
所述导电高分子化合物为聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种。
所述石墨烯材料与所述高分子复合材料的质量比为1：(0.1～10)。优选的，所述石墨烯材料与所述高分子复合材料的质量比为1：(0.25～2)。
本发明提供一种石墨烯复合导电粉体的制备方法，其包括以下几个步骤：
S1，将导电碳材料与单体、引发剂、掺杂剂溶于水溶液中并混合均匀，通过原位聚合反应，得到高分子复合材料；
S2，将所述高分子复合材料与石墨烯材料分别分散于水中，混合均匀，通过π-π共轭作用得到石墨烯复合导电浆料；以及
S3，将所述石墨烯复合导电浆料干燥，得到石墨烯复合导电粉体。
在步骤S1中，所述单体为苯胺、吡咯和噻吩中的至少一种。引发剂为三氯化铁、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。所述掺杂剂为盐酸、H2SO4和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
所述单体与导电碳材料的质量比为(0.1～10)：1。优选的，所述单体与导电碳材料的质量比为(0.1～0.8)：1，更优选的，所述单体与导电碳材料的质量比为0.5：1、0.4：1或0.2：1。
在步骤S2中，所述石墨烯处理的来源和制备方法不限，采用本领域技术人员熟知的石墨烯产品或用常规的制备方法制备即可。本发明的石墨烯处理优选宁波墨西科技有限公司提供的石墨烯浆料或石墨烯粉末产品。石墨烯材料可以选自化学氧化法如Brodie法、Hummers法或Staudenmaier法中的任意一种方法制备的氧化石墨烯经液相还原或热膨胀制得的石墨烯。也可以选用机械剥离、液相剥离或电化学剥离制备的石墨烯。
所述石墨烯材料可自石墨层间化合物出发而制备得到，具体制备方法如下(石墨层间化合物按照公知的合成方法制备)：制备的石墨层间化合物经微波、高温膨胀剥离得到膨胀石墨蠕虫，再将膨胀石墨蠕虫分散在水中经过超声剥离，剪切分散等分散剥离技术制备成石墨烯。
电化学法剥离的石墨烯制备方法如下：电化学剥离石墨烯按照公知的电化学剥离技术得到分散于电解质中的石墨烯混合物，将该石墨烯混合物水洗提纯，经超声分散后得到石墨烯。
石墨烯材料与步骤S1所述导电碳材料的质量比可为1:(0.1～10)。优选的，石墨烯材料与步骤S1所述导电碳材料的质量比为1:(0.1～3)，更优选的，所述石墨烯材料与步骤S1所述导电碳材料的质量比为1：0.25、1：0.5、或1：1。
在步骤S2中，还可加入一产气剂，即将所述高分子复合材料、石墨烯材料、以及产气剂分别分散于水中。所述产气剂的作用是在干燥过程中产生气体，避免石墨烯材料与高分子复合材料之间的团聚。所述产气剂为碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、硫酸铵、亚硫酸铵、草酸铵和草酸中的至少一种。所述产气剂与石墨烯材料的质量比为1：(1～20)。
在步骤S3中，所述干燥的方式不限，优选为烘干干燥工艺、热压干燥工艺、冷冻干燥工艺、喷雾干燥工艺或造粒干燥工艺。在实施例中，所述干燥的方式更优选为喷雾干燥、冷冻干燥、热压干燥或烘干干燥。根据所述干燥的方式不同，而设定不同的干燥温度，但所述干燥的温度大于-90℃，小于等于300℃。
与现有技术相比较，本发明所述石墨烯复合导电粉体的优点如下：
第一，所述导电高分子化合物由其单体通过原位聚合形成于导电碳材料表面。因此，导电高分子化合物与导电碳材料二者紧密复合。第二，该导电碳材料通过所述高分子复合材料中导电高分子化合物的共轭π电子与石墨烯材料的石墨烯结构中的π电子发生共轭作用。在π-π共轭驱动力的作用下，高分子复合材料与石墨烯进行自组装得到石墨烯复合导电粉末。其中，石墨烯材料表面覆盖有经导电高分子化合物改性的导电碳材料。
由于石墨烯表面离域的π电子与导电高分子化合物中离域的π电子的共轭作用，π电子离域范围由原本孤立的石墨烯材料和导电高分子化合物进一步扩展到整个复合材料体系。
对于该石墨烯复合导电粉体，一方面，由于石墨烯材料之间通过导电碳材料形成阻隔，有效避免了石墨烯片层的堆叠与团聚，提高了石墨烯的分散效果与利用率。另一方面，导电高分子化合物是在导电碳材料表面通过原位聚合形成的，二者之间的结合力较强。换句话说，导电高分子化合物与石墨烯材料之间存在较强的π-π共轭作用，使得二者之间结合力较强。另外，导电高分子化合物本身具有较高的导电性与保液性的特点以及发生在导电高分子化合物与石墨烯材料之间的π电子离域效应，使得导电碳材料、导电高分子化合物、及石墨烯材料这三者之间能充分发挥协同作用，而形成一个整体的三维导电网络。从而，既提高了石墨烯复合导电粉体的导电性，同时使得该石墨烯复合导电粉体具有较高的保液量。当将该石墨烯复合导电粉体应用于锂离子电池时，既有利于电子的传导，同时也有利于锂离子的传输，对于提高电极材料的快充快放电化学性能非常有意义。
所述石墨烯复合导电粉体的制备方法具有工艺简单、易于操作，适用于产业化应用的优点。
综上，该石墨烯复合导电粉体的制备方法可成功解决石墨烯复合导电粉体的产业应用问题，适用于产业化应用。
以下，将结合具体的实施例对本发明所述石墨烯复合导电粉体及其制备方法进一步说明。
实施例1
(1)冰水浴条件下，将150ml 1mol/L盐酸溶液、9.312g苯胺和46.56g导电碳黑(SP)加入烧瓶中混合均匀，向其中滴加100mL含22.818g过硫酸铵的水溶液作为聚合反应的引发剂，避光搅拌反应24小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将上述高分子复合材料与石墨烯材料按照质量比为1：1分散在水中，配置成质量分数为3％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/SP复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸铵，碳酸铵与石墨烯材料质量比1:20，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/SP复合导电浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度300℃，出口温度为120℃，得到石墨烯/SP复合导电粉体。
将所述石墨烯/SP复合导电粉末进行微观形貌测试，结果见图1。由图1可以看出，该石墨烯复合导电粉体中，石墨烯表面均匀覆盖有导电炭黑SP。
将所述石墨烯/SP复合导电粉末在N-甲基吡咯烷酮溶液中以5m/s的线速度剪切分散后，观察其微观结构，结果见图2。由图2可见，石墨烯/SP复合导电粉体均匀分散，石墨烯的表面覆盖有导电炭黑SP。
实施例2
(1)冰水浴条件下，将150ml 1mol/L盐酸溶液、9.312g苯胺和4.656g导电碳黑SP加入烧瓶中混合均匀，向其中滴加100mL含22.818g过硫酸铵的水溶液作为聚合反应的引发剂，避光搅拌反应24小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：0.1分散在水中，配置成质量分数为2％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/SP复合导电浆料，最后向混合溶液中加入草酸铵，草酸铵与石墨烯材料质量比1:10，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/SP复合导电浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度250℃，出口温度为120℃，得到石墨烯/SP复合导电粉体。
实施例3
(1)冰水浴条件下，将150ml 1mol/L盐酸溶液、9.312g苯胺和93.12g导电碳黑SP加入烧瓶中混合均匀，向其中滴加100mL含22.818g过硫酸铵的水溶液作为聚合反应的引发剂，避光搅拌反应24小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：10分散在水中，配置成质量分数为4％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/SP复合导电浆料，最后向混合溶液中加入草酸，草酸与石墨烯材料质量比1:1，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/SP复合导电浆料于20～-70℃冷冻干燥条件下处理至溶剂完全蒸发为止，即可得到石墨烯/SP复合导电粉体。
实施例4
(1)冰水浴条件下，将20g无水FeCl3、10g噻吩和20g碳纳米管加入装有200ml水的烧瓶中搅拌混合均匀，搅拌反应12小时后再向其中加入1mol/L的HCl溶液60ml，继续搅拌反应12小时，再过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：0.5分散在水中，配置成质量分数为3％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸氢铵，碳酸氢铵与石墨烯材料质量比1:5，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/碳纳米管复合导电浆料30～150℃烘箱中处理至溶剂完全蒸发为止，即可得到石墨烯/碳纳米管复合导电粉体。
实施例5
(1)冰水浴条件下，将20g无水FeCl3和50g碳纳米管加入装有200ml水的烧瓶中搅拌混合均匀，再向其中加入10g噻吩，搅拌反应12小时，然后再向其中加入1mol/L的HCl溶液60ml，继续搅拌反应12小时，再过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：0.25分散在水中，配置成质量分数为1％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸氢铵，碳酸氢铵与石墨烯材料质量比1:10，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/碳纳米管复合导电浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度200℃，出口温度为120℃，即可得到石墨烯/碳纳米管复合导电粉体。
实施例6
(1)冰水浴条件下，将10g十二烷基苯磺酸钠、10g吡咯单体和50g碳纳米管加入装有200ml水的烧瓶中搅拌分散均匀，再向混合溶液中加入溶解有10gFeCl3的水溶液100ml，搅拌反应12小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：2分散在水中，配置成质量分数为3％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸氢铵，碳酸氢铵与石墨烯材料质量比1:20，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/碳纳米管复合导电浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度200℃，出口温度为120℃，即可得到石墨烯/碳纳米管复合导电粉体。
实施例7
(1)冰水浴条件下，将10g十二烷基苯磺酸钠、10g吡咯单体和20g碳纤维加入装有200ml水的烧瓶中搅拌分散均匀，再向混合溶液中加入溶解有10gFeCl3的水溶液100ml，搅拌反应12小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：0.5分散在水中，配置成质量分数为2％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸铵，碳酸铵与石墨烯材料质量比1:5，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/碳纤维复合导电浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度200℃，出口温度为120℃，即可得到石墨烯/碳纤维复合导电粉体。
实施例8
(1)冰水浴条件下，将10g十二烷基苯磺酸钠、10g吡咯单体和5g导电碳黑SP加入装有200ml水的烧瓶中搅拌分散均匀，再向混合溶液中加入溶解有10g FeCl3的水溶液100ml，搅拌反应12小时后过滤、洗涤、干燥，得到高分子复合材料。
(2)将石墨烯材料与上述高分子复合材料按照质量比为1：0.4分散在水中，配置成质量分数为2％的混合溶液，混合溶液搅拌分散均匀，得到自组装石墨烯/SP复合导电浆料，最后向混合溶液中加入碳酸氢铵，碳酸氢铵与石墨烯材料质量比1:5，搅拌分散均匀。
(3)将上述石墨烯/碳纤维复合导电浆料于80℃下进行热压干燥，即可得到石墨烯/SP复合导电粉体。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种石墨烯复合导电粉体，其特征在于，所述石墨烯复合导电粉体包括石墨烯材料和高分子复合材料，所述高分子复合材料为导电高分子化合物通过单体以原位聚合的方式形成于导电碳材料的表面而得到，所述石墨烯材料通过与所述高分子复合材料中导电高分子化合物之间的π-π共轭作用而与所述高分子复合材料紧密复合，所述导电高分子化合物为聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种。
2.一种如权利要求1所述的石墨烯复合导电粉体，其特征在于，所述石墨烯材料与所述高分子复合材料中的导电碳材料的质量比为1：(0.1～10)。
3.一种如权利要求1所述的石墨烯复合导电粉体，其特征在于，所述导电碳材料为碳纳米管、碳纤维和导电碳黑中的至少一种。
4.一种石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将导电碳材料与单体、引发剂、掺杂剂溶于水溶液中并混合均匀，通过原位聚合反应，得到高分子复合材料，其中所述单体为苯胺、吡咯和噻吩中的至少一种；
(2)将所述高分子复合材料与石墨烯材料分别分散于水中，混合均匀，通过π-π共轭作用得到石墨烯复合导电浆料；
(3)将所述石墨烯复合导电浆料干燥，得到石墨烯复合导电粉体。
5.一种如权利要求4所述的石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述单体与导电碳材料的质量比为(0.1～10)：1。
6.一种如权利要求4所述的石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述引发剂为三氯化铁、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。
7.一种如权利要求4所述的石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述掺杂剂为盐酸、H2SO4和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
8.一种如权利要求4所述的石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述石墨烯材料与步骤(1)所述导电碳材料的质量比为1：(0.1～10)。
9.一种如权利要求4所述的石墨烯复合导电粉体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，还可加入一产气剂，所述产气剂为碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、硫酸铵、亚硫酸铵、草酸铵和草酸中的至少一种，所述产气剂与石墨烯材料的质量比为1：(1～20)。
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