[发明专利]一种高能量密度石墨复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度石墨复合材料，其特征在于，包括外壳和内核，所述外壳和所述内核的质量比为(1～10)：(90～100)；

所述内核包括石墨，所述外壳包括铌酸钛10wt％～30wt％、石墨烯0.5wt％～2wt％和余量的无定形碳；

所述高能量密度石墨复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量比，分别称取高分子聚合物、交联剂以及硫酸添加到混合机中，搅拌均匀，并在150℃～300℃的温度下进行反应，得到交联聚合物；

S2：将交联聚合物溶解于有机溶剂中，过滤，真空干燥48h，得到前驱体材料A；

S3：配制浓度为1％～10％的铌酸钛溶液，将前驱体材料A、石墨烯导电液加入至铌酸钛溶液中，搅拌均匀，喷雾干燥；

S4：干燥后，在400℃～600℃的温度下进行预碳化处理，碳化1h～6h；

S5：碳化后，将温度降至室温，粉碎；

S6：粉碎后，升温至1000℃～1600℃，继续碳化1h～6h，粉碎，得到前驱体包覆材料B；

S7：按质量比，分别称取石墨、沥青和前驱体包覆材料B放入研磨机中，混合均匀，研磨，在150℃～300℃的温度下进行预碳化处理，碳化1h～6h；

S8：碳化后，继续升温至700℃～1000℃，并保温1h～6h，接着在惰性气体的氛围下降温，待温度降至室温，粉碎，得到石墨复合材料；

其中，所述高分子聚合物为环氧树脂、糠醛树脂、酚醛树脂中的一种或多种；所述交联剂为苯甲醛、三聚甲醛和甲醛中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的高能量密度石墨复合材料，其特征在于，在S1步骤中，所述高分子聚合物、所述交联剂、所述硫酸的质量比为100:(10～30):(1～10)。

3.根据权利要求1所述的高能量密度石墨复合材料，其特征在于，在S2步骤中，所述有机溶剂为喹啉、甲苯、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高能量密度石墨复合材料，其特征在于，在S3步骤中，所述铌酸钛、所述前驱体材料A、所述石墨烯的质量比为(10～30):100；(1～5)。

5.根据权利要求1所述的高能量密度石墨复合材料，其特征在于，在S7步骤中，所述石墨、所述沥青、所述前驱体包覆材料B的质量比为100：(1～10)：(0.5～2)。

6.根据权利要求1所述的高能量密度石墨复合材料，其特征在于，在S8步骤中，所述惰性气体为氩气或氮气。