一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明以酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯為原料，制備得到電池柵板，減少了鉛的使用量，能夠有效減少對(duì)環(huán)境的污染，而且采用酚醛樹(shù)脂石墨復(fù)合制備電池柵板，能夠有效減輕電池重量，減少電池制造過(guò)程中能源的浪費(fèi)，同時(shí)，制備的電池柵板具有良好的導(dǎo)電性能，完全能夠滿足作為電池柵板集流體的需要，為鉛酸電池的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了一條新的途徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸電池主要是以鉛和硫酸為主要原材料制造的二次電池，由于其活性物質(zhì)的利用率低，一般情況下低于60%，且鉛的密度較大，從而使得現(xiàn)有的鉛酸電池的比能量都很低，所以鉛酸電池的制造是以消耗大量的鉛資源為基礎(chǔ)的。同時(shí)，由于在鉛的冶煉及球磨過(guò)程分別會(huì)有氧化鉛煙霧和鉛粉的污染，因此鉛酸電池在制造及廢舊電池的回收過(guò)程中會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境。而且近年來(lái)“血鉛事件”一再發(fā)生，使得鉛酸電池的生產(chǎn)和使用，引起了人們的廣泛關(guān)注，并且關(guān)于取代鉛酸電池的呼聲也不斷高漲。
[0003]隨之，近年來(lái)出現(xiàn)了很多其他電池，如鋰電池等，但這些電池在經(jīng)濟(jì)性上與鉛酸電池相差甚遠(yuǎn)，另外在安全性等方面也存在隱患，比如鈷酸鋰電池過(guò)沖及碰撞會(huì)有爆炸危險(xiǎn)。而新近出現(xiàn)的磷酸鐵鋰電池雖然在安全性及耐過(guò)充等方面有了進(jìn)步，但高昂的價(jià)格及電池組一致性方面難于解決的問(wèn)題，使得在短時(shí)間內(nèi)這種電池仍難成為主流。另外，這些電池在導(dǎo)電性方面也遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的鉛酸電池。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板及其制備方法，制備的電池柵板具有良好的導(dǎo)電性。
[0005]本發(fā)明提供了一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板的制備方法，包括:
[0006]將酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯混合、壓制成型，得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板。
[0007]優(yōu)選的，所述石墨為片狀石墨和/或球狀石墨。
[0008]優(yōu)選的，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.01 ?I): (I ?0.01)。
[0009]優(yōu)選的，所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比為(10?20):(79?89): (I?5)。
[0010]優(yōu)選的，所述壓制成型為熱壓成型或冷壓成型。
[0011]優(yōu)選的，所述石墨稀為多孔石墨稀。
[0012]優(yōu)選的，所述多孔石墨烯按照以下方法制備:
[0013]I)、在催化劑的作用下，將生物質(zhì)碳源進(jìn)行催化處理，得到第一中間產(chǎn)物，所述催化劑包括錳的氯化鹽、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種或幾種；
[0014]2)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度后保溫，得到第二中間產(chǎn)物，所述第一溫度為20°C?40°C，所述第二溫度為300°C?400°C ；
[0015]3)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度后保溫，得到第三中間產(chǎn)物；所述第三溫度為800°C?900°C ；
[0016]4)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度后保溫，得到第四中間產(chǎn)物，所述第四溫度為1100°C?1300°C ；
[0017]5)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度后保溫，得到多孔石墨烯，所述第五溫度為900°C?1000°C。
[0018]優(yōu)選的，所述生物質(zhì)碳源為纖維素和木質(zhì)素中的一種或兩種。
[0019]優(yōu)選的，所述生物質(zhì)碳源為多孔纖維素。
[0020]優(yōu)選的，所述多孔纖維素的制備方法包括以下步驟:
[0021]A)、將生物質(zhì)資源在酸中進(jìn)行水解，得到木質(zhì)纖維素，所述生物質(zhì)資源包括植物和農(nóng)林廢棄物中的一種或幾種；
[0022]B)、對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行處理，得到多孔纖維素，所述處理包括酸處理、鹽處理或有機(jī)溶劑處理。
[0023]優(yōu)選的，所述步驟B)中鹽處理的方法為酸性亞硫酸鹽法處理或堿性亞硫酸鹽法處理。
[0024]本發(fā)明還提供了一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，由酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯壓制而成。
[0025]優(yōu)選的，所述石墨烯為多孔石墨烯。
[0026]優(yōu)選的，所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比為(10?20):(79?89): (I?5)。
[0027]優(yōu)選的，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.01 ?I): (I ?0.01)。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯為原料，制備得到電池柵板，減少了鉛的使用量，能夠有效減少對(duì)環(huán)境的污染，而且采用酚醛樹(shù)脂石墨復(fù)合制備電池柵板，能夠有效減輕電池重量，減少電池制造過(guò)程中能源的浪費(fèi)，同時(shí)，制備的電池柵板具有良好的導(dǎo)電性能，完全能夠滿足作為電池柵板集流體的需要，為鉛酸電池的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了一條新的途徑。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的拉曼光譜；
[0031 ] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的透射電鏡圖片；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的透射電鏡圖片；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的透射電鏡圖片；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的透射電鏡圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明提供了一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板的制備方法，包括:
[0036]將酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯混合、壓制成型，得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板。
[0037]本發(fā)明以酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯為原料，制備得到電池柵板，減少了鉛的使用量，能夠有效減少對(duì)環(huán)境的污染，而且采用酚醛樹(shù)脂石墨復(fù)合制備電池柵板，能夠有效減輕電池重量，減少電池制造過(guò)程中能源的浪費(fèi)，同時(shí)，制備的電池柵板具有良好的導(dǎo)電性能，完全能夠滿足作為電池柵板集流體的需要，為鉛酸電池的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了一條新的途徑。
[0038]本發(fā)明首先將酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯混合，得到混合物料。
[0039]本發(fā)明中，所述石墨烯優(yōu)選為基于生物質(zhì)材料為原料生產(chǎn)的多孔石墨烯。其制備方法優(yōu)選為:
[0040]I)、在催化劑的作用下，將生物質(zhì)碳源進(jìn)行催化處理，得到第一中間產(chǎn)物，所述催化劑包括錳的氯化鹽、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種或幾種；
[0041]2)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度后保溫，得到第二中間產(chǎn)物，所述第一溫度為20°C?40°C，所述第二溫度為300°C?400°C ；
[0042]3)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度后保溫，得到第三中間產(chǎn)物；所述第三溫度為800°C?900°C ；
[0043]4)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度后保溫，得到第四中間產(chǎn)物，所述第四溫度為1100°C?1300°C ；
[0044]5)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度后保溫，得到多孔石墨烯，所述第五溫度為900°C?1000°C。
[0045]本發(fā)明在催化劑的作用下，將生物質(zhì)碳源進(jìn)行催化處理，得到第一中間產(chǎn)物，所述催化劑包括錳的氯化鹽、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種或幾種。本發(fā)明優(yōu)選將催化劑和生物質(zhì)碳源進(jìn)行混合，得到第一中間產(chǎn)物。本發(fā)明對(duì)所述混合的方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合技術(shù)方案，將所述催化劑和生物質(zhì)碳源攪拌均勻即可。在本發(fā)明中，所述混合的溫度優(yōu)選為20°C?180°C，更優(yōu)選為50°C?150°C，最優(yōu)選為80°C?120°C。在本發(fā)明中，所述混合的時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)?10小時(shí)，更優(yōu)選為5小時(shí)?7小時(shí)。
[0046]在本發(fā)明中，所述催化劑包括錳的氯化物、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種或幾種，優(yōu)選為錳的氯化物、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種。在本發(fā)明中，所述錳的氯化物優(yōu)選為氯化錳。在本發(fā)明中，所述鐵類(lèi)化合物優(yōu)選包括鐵的氯化鹽、鐵的氰化物和含鐵酸鹽中的一種或幾種，更優(yōu)選為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀、亞鐵氰化鉀和三草酸合鐵酸鉀中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述鈷類(lèi)化合物包括鈷的氯化鹽和含鈷酸鹽中的一種或幾種，更優(yōu)選為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷和乙酸鈷中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述鎳類(lèi)化合物優(yōu)選包括鎳的氯化鹽和含鎳酸鹽中的一種或幾種，更優(yōu)選為氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和乙酸鎳中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述催化劑優(yōu)選為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀、亞鐵氰化鉀、三草酸合鐵酸鉀、氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和乙酸鎳中的一種或幾種。本發(fā)明對(duì)所述催化劑的來(lái)源沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述種類(lèi)的催化劑即可，可由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)獲得。
[0047]在本發(fā)明中，所述生物質(zhì)碳源優(yōu)選為纖維素和木質(zhì)素中的一種或兩種；更優(yōu)選為纖維素；最優(yōu)選為多孔纖維素。在本發(fā)明中，所述多孔纖維素的制備方法優(yōu)選包括以下步驟:
[0048]A)、將生物質(zhì)資源在酸中進(jìn)行水解，得到木質(zhì)纖維素，所述生物質(zhì)資源包括植物和農(nóng)林廢棄物中的一種或幾種；
[0049]B)、對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行處理，得到多孔纖維素，所述處理包括酸處理、鹽處理或有機(jī)溶劑處理。
[0050]本發(fā)明優(yōu)選將生物質(zhì)資源在酸中進(jìn)行水解，得到木質(zhì)纖維素，所述生物質(zhì)資源包括植物和農(nóng)林廢棄物中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述水解的溫度優(yōu)選為90°C?180°C，更優(yōu)選為120°C?150°C。在本發(fā)明中，所述水解的時(shí)間優(yōu)選為1min?10h，更優(yōu)選為Ih?8h,最優(yōu)選為3h?6h。
[0051]在本發(fā)明中，所述水解的酸優(yōu)選為硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸、亞硫酸、磷酸和醋酸中的一種或幾種，更優(yōu)選為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸或醋酸，最優(yōu)選為硫酸、硝酸或鹽酸。在本發(fā)明中，所述水解中酸的用量?jī)?yōu)選為所述生物質(zhì)資源的3wt%? 20wt%,更優(yōu)選為5wt%?15wt%,最優(yōu)選為 8wt%?12wt%。
[0052]在本發(fā)明中，所述生物質(zhì)資源優(yōu)選為農(nóng)林廢棄物，更優(yōu)選為玉米桿、玉米芯、高粱桿、甜菜渣、甘蔗渣、糠醛渣、木糖渣、木屑、棉桿和蘆葦中的一種或幾種，最優(yōu)選為玉米芯。
[0053]得到木質(zhì)纖維素后，本發(fā)明優(yōu)選將所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行處理，得到多孔纖維素，所述處理包括酸處理、鹽處理或有機(jī)溶劑處理；本發(fā)明更優(yōu)選將所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行鹽處理，得到多孔纖維素。在本發(fā)明中，所述鹽處理的方法優(yōu)選為酸性亞硫酸鹽法處理或堿性亞硫酸鹽法處理。在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸法處理過(guò)程中的pH值優(yōu)選為I?7，更優(yōu)選為2?5，最優(yōu)選為3?4。在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理的溫度優(yōu)選為70°C?180°C，更優(yōu)選為90°C?150°C，最優(yōu)選為100°C?120°C。在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理的時(shí)間優(yōu)選為I小時(shí)?6小時(shí)，更優(yōu)選為2小時(shí)?5小時(shí)，最優(yōu)選為3小時(shí)?4小時(shí)。
[0054]在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理中的酸優(yōu)選為硫酸。在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中酸的用量?jī)?yōu)選為所述木質(zhì)纖維素的4wt%?30wt%，更優(yōu)選為8wt %?25wt %,最優(yōu)選為1wt %?20wt %。在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理中酸的重量百分比濃度優(yōu)選使液固比為(2?20):1，更優(yōu)選為(4?16):1，最優(yōu)選為(8?12):1。
[0055]在本發(fā)明中，所述酸性亞硫酸鹽法處理中的亞硫酸鹽優(yōu)選為亞硫酸鈣、亞硫酸鎂、亞硫酸鈉或亞硫酸銨，更優(yōu)選為亞硫酸鎂或亞硫酸鈉。本發(fā)明對(duì)所述酸性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中亞硫酸鹽的用量沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的亞硫酸鹽法制漿過(guò)程中亞硫酸鹽的用量即可。
[0056]在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸法處理過(guò)程中的pH值優(yōu)選為7?14，更優(yōu)選為8?13，最優(yōu)選為9?12。在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理的溫度優(yōu)選為70°C?180°C，更優(yōu)選為90°C?150°C，最優(yōu)選為100°C?120°C。在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理的時(shí)間優(yōu)選為I小時(shí)?6小時(shí)，更優(yōu)選為2小時(shí)?5小時(shí)，最優(yōu)選為3小時(shí)?4小時(shí)。
[0057]在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理中的堿優(yōu)選為氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化銨或氫氧化鎂，更優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鎂。在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中堿的用量?jī)?yōu)選為所述木質(zhì)纖維素的4wt%?30wt%,更優(yōu)選為8wt%?25wt%,最優(yōu)選為1wt%?20wt%。在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理中堿的重量百分比濃度優(yōu)選使液固比為(2?20):1，更優(yōu)選為(4?16):1，最優(yōu)選為(8?12):1。
[0058]在本發(fā)明中，所述堿性亞硫酸鹽法處理中的亞硫酸鹽優(yōu)選為亞硫酸鈣、亞硫酸鎂、亞硫酸鈉或亞硫酸銨，更優(yōu)選為亞硫酸鎂或亞硫酸鈉。本發(fā)明對(duì)所述堿性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中亞硫酸鹽的用量沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的亞硫酸鹽法制漿過(guò)程中亞硫酸鹽的用量即可。
[0059]得到多孔纖維素后，本發(fā)明優(yōu)選還包括:
[0060]將所述多孔纖維素進(jìn)行漂白處理。
[0061]本發(fā)明對(duì)所述漂白處理的方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的漂白技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述漂白的方法優(yōu)選為全無(wú)氯漂白，更優(yōu)選為雙氧水漂白。本發(fā)明對(duì)所述雙氧水的濃度沒(méi)有特殊的限制，采用常用濃度的雙氧水即可。在本發(fā)明中，所述雙氧水的質(zhì)量?jī)?yōu)選為所述多孔纖維素質(zhì)量的I %?10 %，更優(yōu)選為2 %?8 %。在本發(fā)明中，所述雙氧水漂白的漂白溫度優(yōu)選為60V?130°C，更優(yōu)選為80°C?100°C;所述雙氧水漂白的漂白時(shí)間優(yōu)選為Ih?1h,更優(yōu)選為2h?8h。
[0062]在本發(fā)明中，所述催化劑和生物質(zhì)碳源的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.01?2):1，更優(yōu)選為(0.1?I):1，最優(yōu)選為(0.3?0.8):1。在本發(fā)明中，所述催化處理的溫度優(yōu)選為20°C?180°C，更優(yōu)選為50°C?150°C，最優(yōu)選為80°C?120°C。在本發(fā)明中，所述催化處理的時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)?10小時(shí)，更優(yōu)選為5小時(shí)?7小時(shí)。
[0063]將所述生物質(zhì)碳源進(jìn)行催化處理后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的催化處理后的生物質(zhì)碳源進(jìn)行干燥，得到第一中間產(chǎn)物。在本發(fā)明中，干燥所述催化處理后的生物質(zhì)碳源的溫度優(yōu)選為70°C?120°C，更優(yōu)選為90°C?100°C。在本發(fā)明中，所述第一中間產(chǎn)物的含水量?jī)?yōu)選< 1wt更優(yōu)選< 5wt%。
[0064]得到第一中間產(chǎn)物后，本發(fā)明在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度后保溫，得到第二中間產(chǎn)物；所述第一溫度為20°C?40°C，所述第二溫度為300°C?400°C。在本發(fā)明中，所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度的升溫速率優(yōu)選為5°C /min?20°C /min,更優(yōu)選為10°C /min?15°C /min。在本發(fā)明中，所述第一溫度優(yōu)選為25 V?35°C，更優(yōu)選為28 V?32°C。在本發(fā)明中，所述第二溫度優(yōu)選為320°C?380°C，更優(yōu)選為340°C?360°C。在本發(fā)明中，所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度后的保溫時(shí)間優(yōu)選為4小時(shí)?8小時(shí)，更優(yōu)選為5小時(shí)?6小時(shí)。
[0065]在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體優(yōu)選為氮?dú)夂投栊詺怏w中的一種或幾種，更優(yōu)選為氮?dú)狻Ｔ诒景l(fā)明中，所述保護(hù)性氣體的通入量?jī)?yōu)選為200mL/min?800mL/min,更優(yōu)選為400mL/min ?BOOmT ,/mi η。
[0066]得到第二中間產(chǎn)物后，本發(fā)明在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度后保溫，得到第三中間產(chǎn)物；所述第三溫度為800°C?900°C。在本發(fā)明中，所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度的升溫速率優(yōu)選為20°C /min?50°C /min,更優(yōu)選為30°C /min?40°C /min。在本發(fā)明中，所述第三溫度優(yōu)選為820°C?880 V，更優(yōu)選為840 V?860 V。在本發(fā)明中，所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度后的保溫時(shí)間優(yōu)選為3.5小時(shí)?7小時(shí)，更優(yōu)選為5小時(shí)?6小時(shí)。
[0067]在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量與上述技術(shù)方案所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體可以和上述技術(shù)方案所述的保護(hù)性氣體相同，也可以不同。
[0068]得到第三中間產(chǎn)物后，本發(fā)明在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度后保溫，得到第四中間產(chǎn)物；所述第四溫度為1100°C?1300°C。在本發(fā)明中，所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度的升溫速率優(yōu)選為50°C /min?600C /min，更優(yōu)選為54°C /min?58°C /min。在本發(fā)明中，所述第四溫度優(yōu)選為1150°C?1250°C，更優(yōu)選為1200°C。在本發(fā)明中，所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度后的保溫時(shí)間優(yōu)選為6小時(shí)?8小時(shí)，更優(yōu)選為7小時(shí)。
[0069]在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量與上述技術(shù)方案所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體可以和上述技術(shù)方案所述的保護(hù)性氣體相同，也可以不同。
[0070]得到第四中間產(chǎn)物后，本發(fā)明在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度后保溫，得到多孔石墨烯；所述第五溫度為900°C?ΙΟΟΟ?。在本發(fā)明中，所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度的降溫速率優(yōu)選為30°C /min?50°C /min，更優(yōu)選為35°C /min?45°C /min。在本發(fā)明中，所述第五溫度優(yōu)選為920°C?980°C，更優(yōu)選為940°C?960°C。在本發(fā)明中，所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度后的保溫時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)?4小時(shí),更優(yōu)選為3小時(shí)。
[0071]在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量與上述技術(shù)方案所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體可以和上述技術(shù)方案所述的保護(hù)性氣體相同，也可以不同。
[0072]所述第四保溫處理完成后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第四保溫處理得到的產(chǎn)物進(jìn)行冷卻，得到多孔石墨烯。在本發(fā)明中，所述冷卻的溫度優(yōu)選< 100°c，更優(yōu)選為20°C?60°C，最優(yōu)選為30°C?40°C。本發(fā)明優(yōu)選在保護(hù)性氣體的條件下進(jìn)行所述冷卻。在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量與上述技術(shù)方案所述保護(hù)性氣體的種類(lèi)和通入量一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述保護(hù)性氣體可以和上述技術(shù)方案所述的保護(hù)性氣體相同，也可以不同。在本發(fā)明中，所述冷卻的方法優(yōu)選為自然冷卻。
[0073]所述冷卻完成后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的冷卻產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，得到多孔石墨烯。在本發(fā)明中，所述洗滌的方法優(yōu)選為:
[0074]將所述冷卻產(chǎn)物在堿性水溶液中進(jìn)行第一洗滌，得到第一洗滌產(chǎn)物；
[0075]將所述第一洗滌產(chǎn)物在酸性水溶液中進(jìn)行第二洗滌，得到第二洗滌產(chǎn)物；
[0076]將所述第二洗滌產(chǎn)物在水中進(jìn)行第三洗滌，得到多孔石墨烯。
[0077]本發(fā)明優(yōu)選將所述冷卻產(chǎn)物在堿性溶液中進(jìn)行第一洗滌，得到第一洗滌產(chǎn)物。在本發(fā)明中，所述堿性水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為更優(yōu)選為10 %?40 %，最優(yōu)選為20%?30%。在本發(fā)明中，所述第一洗滌的溫度優(yōu)選為60V?120°C，更優(yōu)選為80°C?100C。在本發(fā)明中，所述第一洗漆的時(shí)間優(yōu)選為4小時(shí)?24小時(shí),更優(yōu)選為8小時(shí)?16小時(shí)，最優(yōu)選為10小時(shí)?14小時(shí)。在本發(fā)明中，所述堿性水溶液優(yōu)選為氫氧化鈉水溶液或氨水。
[0078]得到第一洗滌產(chǎn)物后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第一洗滌產(chǎn)物在酸性水溶液中進(jìn)行第二洗滌，得到第二洗滌產(chǎn)物。在本發(fā)明中，所述酸性水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為4%?10%，更優(yōu)選為6%?8%。在本發(fā)明中，所述第二洗滌的溫度優(yōu)選為70°C?1500C，更優(yōu)選為90°C?120°C。在本發(fā)明中，所述第二洗滌的時(shí)間優(yōu)選為4小時(shí)?24小時(shí)，更優(yōu)選為8小時(shí)?16小時(shí)，最優(yōu)選為10小時(shí)?14小時(shí)。在本發(fā)明中,所述酸性水溶液優(yōu)選為鹽酸水溶液。
[0079]得到第二洗滌產(chǎn)物后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第二洗滌產(chǎn)物在水中進(jìn)行第三洗滌，得到多孔石墨烯。在本發(fā)明中，所述水優(yōu)選為蒸餾水。本發(fā)明對(duì)所述第三洗滌的方法沒(méi)有特殊的限制，所述第三洗滌后得到中性多孔石墨烯即可。
[0080]所述洗滌完成后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的洗滌產(chǎn)物進(jìn)行干燥，得到多孔石墨烯。本發(fā)明對(duì)干燥所述洗滌產(chǎn)物的方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干燥技術(shù)方案即可。
[0081]以上方法制備得到的多孔石墨烯具有較好的導(dǎo)電性能，并且片層薄，Sp2雜化程度聞。
[0082]本發(fā)明中，所述酚醛樹(shù)脂可以為粉狀，也可以為液體狀。在本發(fā)明中，當(dāng)使用干法混合工藝時(shí)使用粉狀樹(shù)脂，當(dāng)使用濕法混合工藝時(shí)使用液體狀樹(shù)脂。
[0083]所述石墨優(yōu)選為片狀石墨和/或球狀石墨，更優(yōu)選為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比優(yōu)選為1: (0.01?100)，更優(yōu)選為1: (0.1?10)。
[0084]所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比優(yōu)選為(10?20): (79?89): (I?5)，更優(yōu)選為(12 ?18): (82 ?87): (2 ?4)。
[0085]本發(fā)明對(duì)所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的混合順序并無(wú)特殊限定，優(yōu)選的，首先將石墨和石墨烯進(jìn)行混合，然后加入酚醛樹(shù)脂再混合。
[0086]當(dāng)所述酚醛樹(shù)脂為粉狀樹(shù)脂時(shí)，上述混合為干法混合，所述混合和再混合的總時(shí)間優(yōu)選為1min?20min ;當(dāng)所述酚醛樹(shù)脂為液體樹(shù)脂時(shí)，上述混合為濕法混合，所述混合和再混合的總時(shí)間優(yōu)選為5min?lOmin。
[0087]得到混合物料后，對(duì)其進(jìn)行壓制成型。
[0088]本發(fā)明中，所述壓制成型是通過(guò)加壓的方式將酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的混合物料進(jìn)行壓制成型，得到電池柵板，所述壓制成型優(yōu)選為熱壓成型或冷壓成型。所述熱壓成型的時(shí)間優(yōu)選為5?30分鐘，更優(yōu)選為10?20分鐘；所述熱壓成型的壓強(qiáng)優(yōu)選為5Mpa?25Mpa，更優(yōu)選為1Mpa?20Mpa ;所述熱壓成型的壓制溫度優(yōu)選為110°C?180°C，更優(yōu)選為120°C?160°C ;所述冷壓成型的時(shí)間優(yōu)選為I?5分鐘，壓強(qiáng)優(yōu)選為5Mpa?25Mpa，壓制溫度為室溫。
[0089]本發(fā)明壓制成型后，優(yōu)選的，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步處理，具體的，對(duì)其進(jìn)行熱處理，所述熱處理的溫度優(yōu)選為100°C?250°C，更優(yōu)選為150°C?200°C;所述熱處理的時(shí)間優(yōu)選為Oh?25h，更優(yōu)選為3h?20h。
[0090]本發(fā)明還提供了一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，由酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯壓制而成。
[0091]其中，所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比優(yōu)選為(10?25): (74?89): (I?10)，更優(yōu)選為(12 ?18): (82 ?87): (2 ?4)。
[0092]本發(fā)明優(yōu)選的，所述石墨烯為多孔石墨烯。所述多孔石墨烯的制備方法同上述多孔石墨烯的制備方法，在此不再贅述。
[0093]本發(fā)明優(yōu)選的，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比優(yōu)選為I: (0.01?100)，更優(yōu)選為1: (0.1?10)。
[0094]本發(fā)明中，所述酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板的制備方法同上述制備方法，在此不再贅述。
[0095]對(duì)本發(fā)明提供的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板進(jìn)行性能測(cè)定，結(jié)果表明，其電導(dǎo)率為lOOOOs/m?13000s/m，同時(shí)具有較高的抗彎強(qiáng)度。
[0096]本發(fā)明以酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯為原料，制備得到電池柵板，減少了鉛的使用量，能夠有效減少對(duì)環(huán)境的污染，而且采用酚醛樹(shù)脂石墨復(fù)合制備電池柵板，能夠有效減輕電池重量，減少電池制造過(guò)程中能源的浪費(fèi)，同時(shí)，制備的電池柵板具有良好的導(dǎo)電性能，完全能夠滿足作為電池柵板集流體的需要，為鉛酸電池的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了一條新的途徑。
[0097]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0098]實(shí)施例1
[0099]在90°C下，將玉米芯在硫酸中進(jìn)行1min的水解，得到木質(zhì)纖維素，所述硫酸的質(zhì)量為所述玉米芯質(zhì)量的3% ；
[0100]在70°C下，對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行I小時(shí)的酸性亞硫酸鹽法處理，得到多孔纖維素，所述酸性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中的pH值為1，酸為硫酸，亞硫酸鹽為亞硫酸鎂，所述硫酸的質(zhì)量為所述木質(zhì)纖維素質(zhì)量的4%，液固比為2:1。
[0101]將得到的多孔纖維素進(jìn)行雙氧水漂白，所述雙氧水的質(zhì)量為所述多孔纖維素質(zhì)量的5%，所述雙氧水漂白的漂白溫度為100°C，漂白時(shí)間為5h。
[0102]實(shí)施例2
[0103]在180°C下，將玉米芯在硝酸中進(jìn)行1h的水解，得到木質(zhì)纖維素，所述硝酸的質(zhì)量為所述玉米芯質(zhì)量的20% ；
[0104]在180°C下，對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行6小時(shí)的酸性亞硫酸鹽法處理，得到多孔纖維素，所述酸性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中的pH值為7，酸為硫酸，亞硫酸鹽為亞硫酸鈉，所述硫酸的質(zhì)量為所述木質(zhì)纖維素質(zhì)量的30%，液固比為20:1。
[0105]將所述多孔纖維素進(jìn)行雙氧水漂白，所述雙氧水的質(zhì)量為所述多孔纖維素質(zhì)量的5%，所述雙氧水漂白的漂白溫度為100°C，漂白時(shí)間為5h。
[0106]實(shí)施例3
[0107]在130°C下，將玉米芯在鹽酸中進(jìn)行5h的水解，得到木質(zhì)纖維素，所述鹽酸的質(zhì)量為所述玉米芯質(zhì)量的10% ；
[0108]在120°C下，對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行4小時(shí)的酸性亞硫酸鹽法處理，得到多孔纖維素，所述酸性亞硫酸鹽法處理過(guò)程中的pH值為3，酸為硫酸，亞硫酸鹽為亞硫酸銨，所述硫酸的質(zhì)量為所述木質(zhì)纖維素質(zhì)量的18%，液固比為10:1。
[0109]將所述多孔纖維素進(jìn)行雙氧水漂白，所述雙氧水的質(zhì)量為所述多孔纖維素質(zhì)量的5%，所述雙氧水漂白的漂白溫度為100°C，漂白時(shí)間為5h。
[0110]實(shí)施例4
[0111]將實(shí)施例1得到的多孔纖維素和氯化錳，在20°C下攪拌2小時(shí)進(jìn)行催化處理，所述氯化錳和多孔纖維素的質(zhì)量比為0.01:1 ;將得到的催化處理后的產(chǎn)物在70°C下干燥，得到含水量低于10wt%的第一中間產(chǎn)物。
[0112]將所述第一中間產(chǎn)物置于炭化爐中，以200mL/min的氣體通入量向所述碳化爐中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，將所述第一中間產(chǎn)物以5°C /min的速率從25°C升溫至300°C，保溫4小時(shí)，得到第二中間產(chǎn)物；將所述第二中間產(chǎn)物以20°C /min的速率從300°C升溫至800°C，保溫3.5小時(shí)，得到第三中間產(chǎn)物；將所述第三中間產(chǎn)物以50°C /min的速率從800°C升溫至1100°C，保溫6小時(shí)，得到第四中間產(chǎn)物；將所述第四中間產(chǎn)物以30°C /min的速率從1100°C降溫至900°C，保溫2小時(shí)；將所述降溫后的第四中間產(chǎn)物冷卻至60°C。
[0113]在60°C下，將上述冷卻后的第四中間產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為3%的氫氧化鈉水溶液中洗滌4小時(shí)，得到第一洗滌產(chǎn)物；在70°C下，將所述第一洗滌產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為4%的鹽酸水溶液中洗滌4小時(shí)，得到第二洗滌產(chǎn)物；將所述第二洗滌產(chǎn)物用蒸餾水洗滌至中性后干燥，得到石墨烯。
[0114]將本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的石墨烯進(jìn)行拉曼光譜測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的拉曼光譜，由圖1可知，本發(fā)明實(shí)施例4提供的方法制備得到的石墨烯Sp2雜化程度高。對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的石墨烯進(jìn)行透射電鏡測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖2?圖5所示，圖2?圖5為本發(fā)明實(shí)施例4得到的石墨烯的透射電鏡圖片，由圖2?圖5可以看出，本發(fā)明實(shí)施例4提供的方法制備得到的石墨烯的片層較薄，在10層以下，為多孔石墨烯。采用導(dǎo)電性能測(cè)試儀，測(cè)試本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的多孔石墨烯的導(dǎo)電性，測(cè)試結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例3提供的方法制備得到的多孔石墨烯的導(dǎo)電性能為40000S/m。
[0115]實(shí)施例5
[0116]將實(shí)施例2制備得到的多孔纖維素和硝酸鐵，在180°C下攪拌10小時(shí)進(jìn)行催化處理，所述硝酸鐵和多孔纖維素的質(zhì)量比為2:1 ;將得到的催化處理后的產(chǎn)物在120°C下干燥，得到含水量低于5wt%的第一中間產(chǎn)物。
[0117]將所述第一中間產(chǎn)物置于炭化爐中，以800mL/min的氣體通入量向所述碳化爐中通入氬氣作為保護(hù)氣，將所述第一中間產(chǎn)物以20°C /min的速率從20°C升溫至400°C，保溫8小時(shí)，得到第二中間產(chǎn)物；將所述第二中間產(chǎn)物以50°C /min的速率從400°C升溫至900°C，保溫7小時(shí)，得到第三中間產(chǎn)物；將所述第三中間產(chǎn)物以60°C /min的速率從900°C升溫至1300°C，保溫8小時(shí)，得到第四中間產(chǎn)物；將所述第四中間產(chǎn)物以50°C /min的速率從1300°C降溫至1000°C，保溫4小時(shí)；將所述降溫后的第四中間產(chǎn)物冷卻至20°C。
[0118]在120°C下，將上述冷卻后的第四中間產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為55%的氫氧化鈉水溶液中洗滌24小時(shí)，得到第一洗滌產(chǎn)物；在1501:下，將所述第一洗滌產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為10%的鹽酸水溶液中洗滌24小時(shí)，得到第二洗滌產(chǎn)物；將所述第二洗滌產(chǎn)物用蒸餾水洗滌至中性后干燥，得到石墨烯。
[0119]按照實(shí)施例4所述的方法，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例5得到的石墨烯進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例5提供的方法制備得到的石墨烯Sp2雜化程度高；石墨烯的片層較薄，在10層以下，為多孔石墨稀；多孔石墨稀的導(dǎo)電性能為38000S/m。
[0120]實(shí)施例6
[0121]將實(shí)施例3制備得到的多孔纖維素和硫酸鈷，在50°C下攪拌5小時(shí)進(jìn)行催化處理，所述硫酸鈷和多孔纖維素的質(zhì)量比為0.1:1 ;將得到的催化處理后的產(chǎn)物在90°C下干燥，得到含水量低于8wt%的第一中間產(chǎn)物。
[0122]將所述第一中間產(chǎn)物置于炭化爐中，以400mL/min的氣體通入量向所述碳化爐中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，將所述第一中間產(chǎn)物以10°C /min的速率從40°C升溫至320°C，保溫5小時(shí)，得到第二中間產(chǎn)物；將所述第二中間產(chǎn)物以30°C /min的速率從320°C升溫至820°C，保溫5小時(shí)，得到第三中間產(chǎn)物；將所述第三中間產(chǎn)物以54°C /min的速率從820°C升溫至1150°C，保溫7小時(shí)，得到第四中間產(chǎn)物；將所述第四中間產(chǎn)物以35°C /min的速率從1150°C降溫至920°C，保溫3小時(shí)；將所述降溫后的第四中間產(chǎn)物冷卻至30°C。
[0123]在80°C下，將上述冷卻后的第四中間產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為10%的氨水中洗滌8小時(shí)，得到第一洗滌產(chǎn)物；在901:下，將所述第一洗滌產(chǎn)物在質(zhì)量濃度為6%的鹽酸水溶液中洗滌8小時(shí)，得到第二洗滌產(chǎn)物；將所述第二洗滌產(chǎn)物用蒸餾水洗滌至中性后干燥，得到石墨稀。
[0124]按照實(shí)施例4所述的方法，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例6得到的石墨烯進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例6提供的方法制備得到的石墨烯Sp2雜化程度高；石墨烯的片層較薄，在10層以下，為多孔石墨??；多孔石墨稀的導(dǎo)電性能為39000S/m。
[0125]實(shí)施例7
[0126]將Ig片狀石墨、8g球狀石墨、Ig實(shí)施例4制備的多孔石墨烯在高速混合機(jī)中混合5分鐘得到混合碳粉，然后加入粉狀酚醛樹(shù)脂混合10分鐘得到混合物料，酚醛樹(shù)脂與混合碳粉重量比為25:75。
[0127]稱(chēng)取所述混合物料100g，待熱壓機(jī)的溫度達(dá)到所需的溫度120°C，將上述稱(chēng)量好的混合料，一次性倒入模具中，進(jìn)而進(jìn)行熱壓成型，壓力控制在20Mpa，壓制時(shí)間控制在25min;待到達(dá)壓制時(shí)間后，泄壓、開(kāi)模、頂出成品，制備得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板。
[0128]對(duì)制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，其抗彎強(qiáng)度為80MPa，電導(dǎo)率為10000s/m。
[0129]實(shí)施例8
[0130]將8g片狀石墨、Ig球狀石墨、Ig實(shí)施例5制備的多孔石墨烯在高速混合機(jī)中混合5分鐘得到混合碳粉，然后加入粉狀酚醛樹(shù)脂混合10分鐘得到混合物料，酚醛樹(shù)脂與混合碳粉重量比為2:8。
[0131]稱(chēng)取所述混合物料100g，待熱壓機(jī)的溫度達(dá)到所需的溫度160°C，將上述稱(chēng)量好的混合料，一次性倒入模具中，進(jìn)而進(jìn)行熱壓成型，壓力控制在25Mpa，壓制時(shí)間控制在3min ;待到達(dá)壓制時(shí)間后，泄壓、開(kāi)模、頂出成品，制備得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板。
[0132]對(duì)制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，其抗彎強(qiáng)度為70MPa，電導(dǎo)率為11000s/m。
[0133]實(shí)施例9
[0134]將8g片狀石墨、Ig球狀石墨、Ig實(shí)施例6制備的多孔石墨烯在高速混合機(jī)中混合5分鐘得到混合碳粉，然后加入氨催化的液體熱固性酚醛樹(shù)脂預(yù)聚體混合5分鐘得到混合物料，酚醛樹(shù)脂與混合碳粉重量比為2:8。
[0135]稱(chēng)取所述混合物料100g，將上述稱(chēng)量好的混合料，室溫下一次性倒入模具中，進(jìn)而進(jìn)行低溫壓制成型，壓制時(shí)間控制在5min ;待到達(dá)壓制時(shí)間后，泄壓、開(kāi)模、頂出成品，然后將所述成品放入到烘箱中控制烘箱溫度190°C，恒溫烘制5小時(shí)，制備得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板。
[0136]對(duì)制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，其抗彎強(qiáng)度為60MPa，電導(dǎo)率為13000s/m。
[0137]實(shí)施例10
[0138]將Ig片狀石墨、8g球狀石墨、Ig實(shí)施例4制備的多孔石墨烯在高速混合機(jī)中混合5分鐘得到混合碳粉，然后加入粉狀酚醛樹(shù)脂混合5分鐘得到混合物料，酚醛樹(shù)脂與多孔石墨烯重量比為25:75。
[0139]稱(chēng)取所述混合物料100g，將上述稱(chēng)量好的混合料，室溫下一次性倒入模具中，進(jìn)而進(jìn)行低溫壓制成型，壓制時(shí)間控制在7min;待到達(dá)壓制時(shí)間后，泄壓、開(kāi)模、頂出成品，然后將所述成品放入到烘箱中控制烘箱溫度250°C，恒溫烘制10小時(shí)，制備得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板。
[0140]對(duì)制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，其抗彎強(qiáng)度為70MPa，電導(dǎo)率為11000s/m。
[0141]實(shí)施例11
[0142]將Ig片狀石墨、8g球狀石墨、0.5g石墨烯在高速混合機(jī)中混合5分鐘得到混合碳粉，然后加入氨催化的液體熱固性酚醛樹(shù)脂預(yù)聚體混合5分鐘得到混合物料，酚醛樹(shù)脂與多孔石墨烯重量比為25:75。
[0143]稱(chēng)取所述混合物料100g，將上述稱(chēng)量好的混合料，室溫下一次性倒入模具中，進(jìn)而進(jìn)行低溫壓制成型，壓制時(shí)間控制在7min;待到達(dá)壓制時(shí)間后，泄壓、開(kāi)模、頂出成品，然后將所述成品放入到烘箱中控制烘箱溫度250°C，恒溫烘制10小時(shí)，制備得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板。
[0144]對(duì)制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池柵板進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，其抗彎強(qiáng)度為50MPa，電導(dǎo)率為10000s/m。
[0145]由上述實(shí)施例及比較例可知，本發(fā)明以酚醛樹(shù)脂、石墨、石墨烯為原料，制備的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板具有良好的導(dǎo)電性。
[0146]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板的制備方法，包括: 將酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯混合、壓制成型，得到酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨為片狀石墨和/或球狀石
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.0l?0.99): (0.99?0.01)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比為(10 ?20): (79 ?89): (I ?5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述壓制成型為熱壓成型或冷壓成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯為多孔石墨烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述多孔石墨烯按照以下方法制備: .1)、在催化劑的作用下，將生物質(zhì)碳源進(jìn)行催化處理，得到第一中間產(chǎn)物，所述催化劑包括錳的氯化鹽、鐵類(lèi)化合物、鈷類(lèi)化合物和鎳類(lèi)化合物中的一種或幾種；.2)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第一中間產(chǎn)物從第一溫度升溫至第二溫度后保溫，得到第二中間產(chǎn)物，所述第一溫度為20°C?40°C，所述第二溫度為300°C?400°C ； .3)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第二中間產(chǎn)物從第二溫度升溫至第三溫度后保溫，得到第三中間產(chǎn)物；所述第三溫度為800°C?900°C ； .4)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第三中間產(chǎn)物從第三溫度升溫至第四溫度后保溫，得到第四中間產(chǎn)物，所述第四溫度為1100°C?1300°C ； .5)、在保護(hù)性氣體的條件下，將所述第四中間產(chǎn)物從第四溫度降溫至第五溫度后保溫，得到多孔石墨烯，所述第五溫度為900°C?1000°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)碳源為纖維素和木質(zhì)素中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)碳源為多孔纖維素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述多孔纖維素的制備方法包括以下步驟: A)、將生物質(zhì)資源在酸中進(jìn)行水解，得到木質(zhì)纖維素，所述生物質(zhì)資源包括植物和農(nóng)林廢棄物中的一種或幾種； B)、對(duì)所述木質(zhì)纖維素進(jìn)行處理，得到多孔纖維素，所述處理包括酸處理、鹽處理或有機(jī)溶劑處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B)中鹽處理的方法為酸性亞硫酸鹽法處理或堿性亞硫酸鹽法處理。
12.一種酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，由酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯壓制而成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，其特征在于，所述石墨稀為多孔石墨稀。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，其特征在于，所述酚醛樹(shù)脂、石墨和石墨烯的重量比為(10?20): (79?89): (I?5)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的酚醛樹(shù)脂-石墨-石墨烯復(fù)合電池雙極性柵板，其特征在于，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.01?.0.99): (0.99 ?0.01)。
【文檔編號(hào)】H01M4/68GK104183852SQ201410401746
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】唐一林, 江成真, 王明吉, 李枝芳, 馬慶, 楊松, 任延清 申請(qǐng)人:濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司