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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107464931A(43)申请公布日2017.12.12(21)申请号201610390212.4(22)申请日2016.06.03(71)申请人福建新峰二维材料科技有限公司地址362000福建省泉州市台商投资区东园镇东经2路办公路(72)发明人钱立德(51)Int.Cl.H01M4/583(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/1393(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种铝离子电池正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铝离子电池正极材料的制备方法,包括如下步骤:清洗泡沫金属;在泡沫金属上沉积多层石墨烯;去除沉积多层石墨烯后的泡沫金属;在去除泡沫金属后形成的三维石墨烯表面上形成多孔洞;清洗及干燥形成多孔洞后的三维石墨烯。本发明增加了离子的有效传输、扩散;不仅增加电子浓度,且电池保持高浓度,从而提升电池比容量。CN107464931ACN107464931A权利要求书1/2页1.一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:清洗泡沫金属;在泡沫金属上沉积多层石墨烯;去除沉积多层石墨烯后的泡沫金属;在去除泡沫金属后形成的三维石墨烯表面上形成多孔洞;清洗及干燥形成多孔洞后的三维石墨烯。2.根据权利要求1所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:在三维石墨烯表面上形成多孔洞为通过激光辐射、碳热还原反应、氦离子轰击或电子束照射的方式。3.根据权利要求2所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述激光刻蚀为:将三维石墨烯置于激光功率为200-1000mw,光斑尺寸为10-80um下,然后通过移动激光头在三维石墨烯上点动出光刻蚀石墨烯,最终在三维石墨烯上形成多个孔径为10-80um的孔洞。4.根据权利要求2所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述碳热还原反应为:在三维石墨烯上滴涂0.1-20mM的金属氧酸盐或多金属氧酸盐溶液,然后加热到40-60℃,持续8-20h后,在三维石墨烯表面形成无数个10-1000nm的颗粒状金属氧化物,然后以5-30℃/min的升温速率升温到600-700℃,持续1-5h的碳热反应后,冷却到室温,然后将其放入1-5M的HCl溶液中浸泡1-7天,去除三维石墨烯表面的含金属物如金属或金属碳化物,形成多孔石墨烯。5.根据权利要求4所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述金属氧酸盐为Na2MoO4、Na2WO4、Na2AlO2、Na2SnO3、K2TiO3或K2MnO4中的一种,所述多金属氧酸盐为(NH4)6Mo7O24或H3PMo12O4中的一种。6.根据权利要求1所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤清洗泡沫金属包括:将泡沫金属依次用丙酮、无水乙醇、去离子水依次超声清洗5-30min,然后取出用高纯氮气吹干。7.根据权利要求1所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤在泡沫金属上沉积多层石墨烯为:将清洗后的泡沫金属放入有保护气和氢气的CVD管式炉,加热至800-1300℃后持续5-20min;通入碳源气体,5-30min后关闭碳源气体;在保护气和氢气的保护下以200-350℃/min的速率快速冷却至室温,然后关闭保护气和氢气。8.根据权利要求7所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述保护气为氩气或氖气,保护气流速为300-800sccm,氢气流速为100-300sccm;所述碳源气体为甲烷、甲醇、乙醇、乙烷、乙炔、或乙烯中的一种或多种,碳源气体的流速为5-20sccm,优选为10-15sccm。9.根据权利要求1所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤去除沉积多层石墨烯后的泡沫金属包括:在负载有多层石墨烯的泡沫金属表面均匀的涂上一层PMMA溶液;然后在60-120℃下烘烤5-30min,使溶剂完全挥发,得到PMMA/石墨烯/泡沫金属结构;将得到的PMMA/石墨烯/泡沫金属结构放入50-80℃的酸溶液中浸泡1-10h,使泡沫金属完全反应掉,得到PMMA/石墨烯;然后在丙酮中浸泡1-3h,将PMMA除去,接着在去离子水中浸泡洗10-30min;最后通过冷冻干燥得到纯净的三维石墨烯;所述酸溶液为盐酸、过硫酸铵。2CN107464931A权利要求书2/2页10.根据权利要求1所述一种铝离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤清洗及干燥形成多孔洞后的三维石墨烯包括:将形成多孔洞的三维石墨烯依次在无水乙醇和去离子水中浸泡清洗10-30min,然后在40-70℃下干燥1-4h。3CN107464931A说明