9] 實施例5,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0040] 石墨定向排列：同實施例1。
[0041] 打孔：采用激光技術，對上述定向排列的石墨打圓孔，孔間距為5nm，孔徑為5nm， 得到含有多孔結構的石墨。
[0042] 其余與實施例1相同，不再贅述。
[0043] 實施例6,氧化石墨定向排列：以石墨（片層等效直徑IOOum)為原料，加入濃硫 酸、高錳酸鉀在6°C下反應2h，之后于40°C下反應30min，再加入去離子水，之后升溫至95°C 反應2h即得到氧化石墨；之后用去離子水洗滌得到氧化石墨懸濁液，經過過濾處理得到氧 化石墨的濾餅，即得到定向排列的氧化石墨（氧化石墨片層排布方向平行于濾紙方向）。
[0044] 打孔：以高能粒子形成的能量束對上述定向排列的氧化石墨濾餅打方孔，孔間距 為10um，孔的等效直徑為lum，得到含有多孔結構的氧化石墨。
[0045] 多孔石墨烯的制備：將上述多孔氧化石墨從濾紙上取下，粉粹得到氧化石墨，再在 400 °C下解理得到多孔石墨烯。
[0046] 實施例7,氧化石墨稀定向排列：以石墨（片層等效直徑500um)為原料，加入濃硫 酸、高錳酸鉀在6°C下反應2h，之后于40°C下反應30min，再加入去離子水，之后升溫至95°C 反應2h即得到氧化石墨；之后用去離子水洗滌得到氧化石墨懸濁液，在超聲環境中對該懸 濁液進行超聲處理，將氧化石墨中的氧化石墨片層剝離得到氧化石墨烯溶液，再將氧化石 墨烯溶液置于水浴中加熱，使得氣液界面自組裝（即將氧化石墨烯水溶液盛于燒杯中，之 后將燒杯置于80°C水浴鍋中加熱，在燒杯中的溶液表面將自組裝生成一層氧化石墨烯薄 膜）形成氧化石墨烯組裝體（氧化石墨烯片層平行于組裝體基面），即實現氧化石墨烯的定 向排列。
[0047] 打孔：采用機械打孔方法，對上述氧化石墨烯組裝體進行打方孔，孔間距為 lOOum，孔的等效直徑為10um，得到含有多孔結構的氧化石墨。
[0048] 多孔石墨烯的制備：將上述多孔氧化石墨烯組裝體溶解于水溶液中，再加入還原 性試劑對其進行還原，從而得到石墨烯溶液，干燥后即得到多孔石墨烯粉體材料。
[0049] 實施例8,石墨烯的制備：同比較例1。
[0050] 石墨烯定向排列：將上述石墨烯粉體材料分散于氮甲基吡洛烷酮中，得到穩定性 較好的石墨烯懸濁液，之后進行過濾形成石墨烯的濾餅，即可實現石墨烯的定向排列。
[0051] 打孔：采用激光打孔技術對上述定向排列的石墨烯打三角形孔，孔間距為4um，孔 徑為0. lum，得到含有多孔結構的石墨烯濾餅。
[0052] 多孔石墨烯的制備：將上述多孔石墨烯濾餅進行粉粹，即得到多孔石墨烯分體材 料。
[0053] 實施例9,云母片定向排列：將羧甲基纖維素鈉溶解于水中得到溶液，之后將云母 片（片層等效直徑800um)分散到其中得到懸濁液，再過濾形成云母片的濾餅，即實現云母 片的定向排列。
[0054] 打孔：采用激光打孔技術對上述濾餅打正六邊形孔，孔間距為lOOum，孔的等效直 接為lum，即得到多孔云母濾餅。
[0055] 多孔云母片制備：將上述多孔云母濾餅中的羧甲基纖維素鈉洗掉，即得到多孔云 母片。
[0056] 表征及測試：
[0057] 克容量測試：分別以比較例1、2以及實施例1-8制備得到的（多孔）石墨烯材料 為導電劑，磷酸鐵鋰為活性物質，PVDF為粘接劑，NMP為溶劑攪拌得到陰極漿料，之后涂敷、 冷壓、分條制備得到陰極片；再與陽極片（石墨為活性物質）、隔離膜卷繞得到裸電芯，再以 鋁塑膜為封裝袋進行封裝，最后經過干燥、注液、化成、整形、除氣得到成品電芯。再在35°C 環境中按如下流程對電芯進行容量測試：靜置3min ;0. 5C恒流充電至4. 2V，恒壓充電至 〇. 05C ;靜置3min ;0. 5C恒流放電至3. OV得到首次放電容量DO ;靜置3min之后完成容量測 試，所得結果見表1。
[0058] 倍率測試：將上述電芯于35°C環境中進行倍率測試，流程為：靜置3min ;0. 5C恒 流充電至4. 2V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 2C恒流放電至3. OV得到首次放電容量DO。 靜置3min ;0. 5C恒流充電至4. 2V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;2C恒流放電至3. OV得到 首次放電容量Dl。倍率性能Rate = D1/D0,所得結果見表1.
[0059] 由表1可以看出，采用本發明制備的多孔石墨烯作為導電劑時，能夠顯著的提高 磷酸鐵鋰為活性物質的鋰離子電池的容量及倍率性能，且石墨烯上所打孔的孔間距及孔徑 越小，對電池的容量及倍率性能改善越大。這是由于石墨烯上的孔洞大大縮短了鋰離子在 垂直于石墨烯片層平面方向上的離子擴散路徑，且孔間距越小，縮短的離子擴散路徑越大， 石墨烯片層對鋰離子擴散的阻礙作用越小，因此制備得到的電芯就具有更加優異的電化學 性能。
[0060] 從實施例9可得，本發明的打孔方法具有普適性，同樣適合對其他片層材料平面 進行打孔。
[0061] 表1，比較例與實施例的多孔石墨烯的制備的電池的電性能表
[0062]
【主權項】
1. 一種類石墨稀材料，其特征在于：所述類石墨稀的片層厚度為0. 3nm~350nm，片層 平面的等效半徑不小于5nm ;且所述類石墨烯的片層內部分布有多孔結構，且孔的形狀為 圓形、正方形、三角形、梯形或六邊形，相鄰兩孔的邊緣之間的距離大于或等于5nm，孔的等 效直徑大于或等于Inm 0
2. -種類石墨烯材料的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟： 步驟1，原始類碳材料的定向排列：將原始類碳材料定向排列并組裝成為宏觀體； 步驟2,打孔：采用打孔技術對步驟1所述的定向排列的原始類碳材料沿垂直于所述原 始類碳材料的片層平面的方向進行打孔，制備得到平面內部分布有多孔結構的多孔類碳材 料； 步驟3,多孔類石墨烯材料的制備：對步驟2制得的多孔類碳材料進行后續處理，得到 多孔類石墨烯材料。
3. -種權利要求2所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的原始 類碳材料為基本組成單元可以分解為片層結構的碳材料。
4. 一種權利要求2或3所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的 原始類碳材料為石墨、氧化石墨、氧化石墨烯、石墨烯、氧化石墨烯復合物、石墨烯復合物、 B&N復合片層化合物和云母片中的至少一種。
5. -種權利要求2所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的定向 排列為將原始類碳材料沿所述原始類碳材料的片層方向平鋪排列。
6. -種權利要求2所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的定向 排列方法包括氣液界面自組裝、磁化排布和過濾制作濾餅中至少一種。
7. -種權利要求2所述的類石墨烯材料的制備方法，其特征在于，步驟2中所述的打孔 方法包括激光燒蝕、離子轟擊和機械打孔中的至少一種。
8. -種權利要求2所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述對多孔 類碳材料進行后續處理為將多片層類石墨材料片層剝離得到片層數不超過1000層的類石 墨稀材料。
9. 一種權利要求2所述的類石墨烯材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述對多孔 類碳材料進行后續處理的方法包括機械剝離法、氧化還原法和氧化解理法中的至少一種； 剝離后得到的類石墨烯材料的片層數不超過100層。
10. -種權利要求2所述的類石墨稀材料的制備方法，其特征在于，步驟2所述的多 孔類碳材料的孔形狀為圓形、正方形、三角形、多邊形，相鄰兩孔邊緣之間的距離大于等于 5nm，孔的等效直徑大于等于Inm 0
【專利摘要】本發明屬于石墨烯的制備技術領域，特別涉及一種類石墨烯材料的制備方法及其制備得到的類石墨烯材料：將材料做定向排布后造孔，再制備得到類石墨烯材料。本發明提供的造孔方法，造孔時能夠實現孔大小、孔間距及孔形狀的可控調節，因此能夠根據實際使用需求制備得到具有更佳性能的石墨烯材料，且該方法能夠實現大批量多孔類石墨烯材料的制備，具有廣闊的運用前景。
【IPC分類】H01M4-38, H01G9-042, H01M4-133, H01M4-1393
【公開號】CN104752703
【申請號】CN201510152684
【發明人】楊玉潔
【申請人】廣東燭光新能源科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月1日