CN108585865A - 一种石墨烯负极碳材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯负极碳材料的制备方法，包括以下步骤：S1：备料：制备沥青焦、煅后焦和改质沥青；S2：磨粉混合：将S1中所述的煅后焦和沥青焦磨粉，按百分比下到混捏锅中进行干混，得到混合料A；S3：熔融混合：将S1中所述的改质沥青中加入石墨烯粉料，并将石墨烯和沥青加热融化并混合，得到混合料B；S4：混捏：将S2中所述的混合料B下到S2中所述的混捏锅中，使混合料A与混合料B混合并进行混捏，得到糊料；S5：抽真空：将S4中所述的糊料磨粉，并装在料包中进行抽真空处理。本发明步骤少、成本低、省事省力，生产效率高，大大提高了石墨品的电学性能，且延长了石墨品的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯负极碳材料的制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯负极碳材料的制备方法。
背景技术
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
随着科技的发展，负极材料要求也在不断的提高，尤其是在电学性能方面显得尤为突出，所以人们利用石墨烯的特点添加在负极材料中来实现电学性能，但目前在石墨烯负极碳材料的生产制造过程中，石墨烯负极碳材料的性能指标很难达到要求，且存在费用高的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种石墨烯负极碳材料的制备方法。
本发明提出的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：备料：制备沥青焦、煅后焦和改质沥青；
S2：磨粉混合：将S1中所述的煅后焦和沥青焦磨粉，按百分比下到混捏锅中进行干混，得到混合料A；
S3：熔融混合：将S1中所述的改质沥青中加入石墨烯粉料，并将石墨烯和沥青加热融化并混合，得到混合料B；
S4：混捏：将S2中所述的混合料B下到S2中所述的混捏锅中，使混合料A与混合料B混合并进行混捏，得到糊料；
S5：抽真空：将S4中所述的糊料磨粉，并装在料包中进行抽真空处理；
S6：压制：将S5中所述的抽真空后的料包利用等静压机进行压制，得到成型碳条；
S7：焙烧：将S6中所述的碳条置于焙烧炉内进行焙烧；
S8：石墨化、磨粉：将S7中所述的碳条进行石墨化处理，并将石墨化处理后的碳条磨粉。
优选地，所述S1中，沥青焦含量30%，煅后焦含量30%，改质沥青含量40%。
优选地，所述S2中，利用研磨机将沥青焦和煅后焦磨成粉状，粒度控制在350-400目，再将粉状的煅后焦和沥青焦按百分比下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏温度控制在160-200℃。
优选地，所述S3中，将改质沥青与石墨烯粉料置于熔融炉中进行熔融混合，熔融时间3-4h。
优选地，所述S4中，混捏时，混捏锅的温度控制在180-200℃，保证糊料出锅时的温度在180℃左右。
优选地，所述S5中，糊料磨粉的粒度控制在300-350目，当料包中达到真空度后，保持料带真空2-4h。
优选地，所述S6中，等静压机的压力控制在15MPA-18MPA，静压时间8-10h。
优选地，所述S7中，焙烧炉的焙烧温度控制在950-1100℃，焙烧时间750-1000h，焙烧完毕后，待碳条冷却至100℃以下再将碳条从焙烧炉内取出。
优选地，所述S8中，石墨化温度控制在2800-3200℃，通电烧结14-16天，待石墨化处理完成后，将碳条冷却至100℃以下再出炉。
优选地，所述S8中，将出炉后置于研磨机中进行研磨，磨粉粒度控制在300-350目，再测试粉末电阻是否达到0.2mΩ。
本发明的有益效果：通过备料、磨粉混合、熔融混合、混捏、抽真空和压制制造碳条成型，通过焙烧提高碳条的性能，通过石墨化、磨粉增加材料性能，本发明步骤少、成本低、省事省力，生产效率高，大大提高了石墨品的电学性能，且延长了石墨品的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
本实施例中提出了一种石墨烯负极碳材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：备料：制备沥青焦、煅后焦和改质沥青；
S2：磨粉混合：将S1中的煅后焦和沥青焦磨粉，按百分比下到混捏锅中进行干混，得到混合料A；
S3：熔融混合：将S1中的改质沥青中加入石墨烯粉料，并将石墨烯和沥青加热融化并混合，得到混合料B；
S4：混捏：将S2中的混合料B下到S2中的混捏锅中，使混合料A与混合料B混合并进行混捏，得到糊料；
S5：抽真空：将S4中的糊料磨粉，并装在料包中进行抽真空处理；
S6：压制：将S5中的抽真空后的料包利用等静压机进行压制，得到成型碳条；
S7：焙烧：将S6中的碳条置于焙烧炉内进行焙烧；
S8：石墨化、磨粉：将S7中的碳条进行石墨化处理，并将石墨化处理后的碳条磨粉。
本实施例中，S1中，沥青焦含量30%，煅后焦含量30%，改质沥青含量40%，S2中，利用研磨机将沥青焦和煅后焦磨成粉状，粒度控制在350-400目，再将粉状的煅后焦和沥青焦按百分比下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏温度控制在160-200℃，S3中，将改质沥青与石墨烯粉料置于熔融炉中进行熔融混合，熔融时间3-4h，S4中，混捏时，混捏锅的温度控制在180-200℃，保证糊料出锅时的温度在180℃左右，S5中，糊料磨粉的粒度控制在300-350目，当料包中达到真空度后，保持料带真空2-4h，S6中，等静压机的压力控制在15MPA-18MPA，静压时间8-10h，S7中，焙烧炉的焙烧温度控制在950-1100℃，焙烧时间750-1000h，焙烧完毕后，待碳条冷却至100℃以下再将碳条从焙烧炉内取出，S8中，石墨化温度控制在2800-3200℃，通电烧结14-16天，待石墨化处理完成后，将碳条冷却至100℃以下再出炉，S8中，将出炉后置于研磨机中进行研磨，磨粉粒度控制在300-350目，再测试粉末电阻是否达到0.2mΩ，通过备料、磨粉混合、熔融混合、混捏、抽真空和压制制造碳条成型，通过焙烧提高碳条的性能，通过石墨化、磨粉增加材料性能，本发明步骤少、成本低、省事省力，生产效率高，大大提高了石墨品的电学性能，且延长了石墨品的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：备料：制备沥青焦、煅后焦和改质沥青；
S2：磨粉混合：将S1中所述的煅后焦和沥青焦磨粉，按百分比下到混捏锅中进行干混，得到混合料A；
S3：熔融混合：将S1中所述的改质沥青中加入石墨烯粉料，并将石墨烯和沥青加热融化并混合，得到混合料B；
S4：混捏：将S2中所述的混合料B下到S2中所述的混捏锅中，使混合料A与混合料B混合并进行混捏，得到糊料；
S5：抽真空：将S4中所述的糊料磨粉，并装在料包中进行抽真空处理；
S6：压制：将S5中所述的抽真空后的料包利用等静压机进行压制，得到成型碳条；
S7：焙烧：将S6中所述的碳条置于焙烧炉内进行焙烧；
S8：石墨化、磨粉：将S7中所述的碳条进行石墨化处理，并将石墨化处理后的碳条磨粉。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，沥青焦含量30%，煅后焦含量30%，改质沥青含量40%。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，利用研磨机将沥青焦和煅后焦磨成粉状，粒度控制在350-400目，再将粉状的煅后焦和沥青焦按百分比下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏温度控制在160-200℃。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，将改质沥青与石墨烯粉料置于熔融炉中进行熔融混合，熔融时间3-4h。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，混捏时，混捏锅的温度控制在180-200℃，保证糊料出锅时的温度在180℃左右。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S5中，糊料磨粉的粒度控制在300-350目，当料包中达到真空度后，保持料带真空2-4h。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S6中，等静压机的压力控制在15MPA-18MPA，静压时间8-10h。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S7中，焙烧炉的焙烧温度控制在950-1100℃，焙烧时间750-1000h，焙烧完毕后，待碳条冷却至100℃以下再将碳条从焙烧炉内取出。
9.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S8中，石墨化温度控制在2800-3200℃，通电烧结14-16天，待石墨化处理完成后，将碳条冷却至100℃以下再出炉。
10.根据权利要求1所述的一种石墨烯负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述S8中，将出炉后置于研磨机中进行研磨，磨粉粒度控制在300-350目，再测试粉末电阻是否达到0.2mΩ。
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