[发明专利]一种石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

步骤1，工作电极的制备：将含有碳材料的工作层，附着于工作集流体上得到工作电极；

步骤2，辅助电极的制备：将含有动力源物质的辅助层，附着于辅助集流体上得到辅助电极；

步骤3，组装：将工作电极与辅助电极组装得到预反应体；

步骤4，石墨烯反应体的制备：在工作电极与辅助电极之间布置含有石墨插层或/和剥离功能组分的电解液，使得工作层与辅助层之间离子导通，同时电子导通，进行石墨片层剥离，制备得到石墨烯预反应体；

步骤5，纯化：取出步骤4中反应后的工作层，去除其中的杂质，得到石墨烯浆料；干燥后即得到石墨烯粉体材料。

步骤1所述工作层或/和步骤4所述电解液中还含有表面活性剂；所述表面活性剂的质量占所述工作层质量的0-20％，所述表面活性剂的质量占所述电解液质量的0-20％。

2.一种权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤1所述碳材料包括膨胀石墨、人造石墨和天然石墨中的至少一种。

3.一种权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤2所述动力源物质为与步骤1所述碳材料之间存在电势差的物质，包括富锂物质或/和作为电极材料的金属物质；所述富锂物质包括LiM1O₂、LiMn_2-XM2_xO4、LiNi_xM3_1-xO₂、Li_3-xM4_xN、LiFePO₄、Li₂FeO₄、Li_7-xMn_xN₄、Li_3-xFe_xN₂、Li₂S、Li₂S₂和LiNi_xMn_yCo_zO₂中的至少一种，其中，M1为Co、Ni、Mn、Cu、Cr和Fe中的至少一种，M2为Ni、Co、Cu、Cr、Fe和V中的至少一种，M3为Co、Mn、Cu、Cr、Fe、V、La、Al、Mg、Ga和Zn中的至少一种，M4为Co、Ni、Cu、Cr和V中的至少一种，x+y+z＝1；所述作为电极材料的金属物质包括金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属铝和金属锌中的至少一种。

4.一种权利要求3所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤4所述电解液还包括溶质和溶剂，溶质或/和溶剂中包含石墨插层或/和剥离功能组分；所述溶质包括以权利要求3中所述金属的离子为阳离子的盐；所述石墨插层或/和剥离功能组分包括碱金属元素、碱土金属元素、金属氯化物、氯化物、稀土元素、卤素元素、赝卤素、强酸和碳酸丙烯酯中的至少一种。

5.一种权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂包含润湿剂、分散剂、渗透剂、增溶剂、助溶剂、潜溶剂中的至少一种；所述表面活性剂占工作层质量的0.1-10％，所述表面活性剂占电解液质量的0.1-10％。

6.一种权利要求5所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述润湿剂为阴离子型或/和非离子型润湿剂；所述分散剂为脂肪酸类/脂肪族酰胺类/酯类分散剂、石蜡类、金属皂类、低分子蜡类、HPMA中的至少一类；所述渗透剂为非离子型或/和阴离子型渗透剂；所述阴离子型润湿剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类和磷酸酯中的至少一种；所述非离子型润湿剂包括聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种；所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺、油酸酰、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、液体石蜡、微晶石蜡、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡和聚乙二醇中的至少一种；所述非离子型渗透剂包含JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E中的至少一种；所述阴离子型渗透剂包含快速渗透剂T、耐碱渗透剂OEP-70、耐碱渗透剂AEP和高温渗透剂JFC-M中的至少一种；所述助溶剂包括苯甲酸、苯甲酸钠、水杨酸、水杨酸钠、对氨基苯甲酸、乌拉坦、尿素、酰胺、乙酰胺、硼砂和碘化钾中的至少一种；所述潜溶剂包括乙醇、甘油、丙二醇和聚乙二醇中的至少一种。