[发明专利]基于三维石墨烯的复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于三维石墨烯的复合正极材料，其特征在于，所述复合材料包含三维石墨烯和纳米金属镍，其中纳米金属镍颗粒均匀分散在三维石墨烯的孔道中，所述三维石墨烯是由多个石墨烯分子通过多个有机小分子相互连接形成，所述纳米金属镍颗粒是通过原位还原反应引入所述三维石墨烯的孔道中。

2.根据权利要求1所述的基于三维石墨烯的复合正极材料，其特征在于，所述三维石墨烯的孔道尺寸为10～500nm。

3.根据权利要求1或2所述的基于三维石墨烯的复合正极材料，其特征在于，按重量计，所述三维石墨烯与纳米金属镍的复合比为（10～100）：1。

4. 一种权利要求1～3中任一项所述的基于三维石墨烯的复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

（1）将石墨均匀分散于水中的石墨分散液进行微波反应制得氧化石墨烯溶液；

（2）在所述氧化石墨烯溶液中加入含有至少两个能与所述氧化石墨烯上的含氧基团反应的官能团的桥连有机物，所述氧化石墨烯通过与桥连有机物发生酰化和/或酯化反应而相互桥连形成三维结构；

（3）将步骤（2）的产物与金属镍盐的有机溶液混合搅拌并干燥后在氢气气氛下加热处理得到所述复合正极材料。

5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述桥连有机物包括乙二胺、三乙二胺、乙二醇、丙三醇和/或马来酸酐。

6. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，还在所述氧化石墨烯溶液中加入作为催化剂的酸或碱，并调节溶液pH为5～7以进行酰化和/或酯化反应。

7. 根据权利要求4～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，氧化石墨烯与桥连有机物的摩尔比为1：（0.1～0.01）。

8. 根据权利要求4～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述金属镍盐包括氯化镍、醋酸镍和/或草酸镍。

9. 根据权利要求4～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述加热处理是在350～450℃下处理1～4小时。

10. 根据权利要求4～9中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述金属镍盐的有机溶液中的有机溶剂为乙二醇、丙三醇和/或丙二醇，金属镍盐的摩尔浓度为0.01～1 mol/L。