石墨烯晶体材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种石墨帰晶体材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，石墨帰是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2. 3 %的光；导热系数高达5300W/(m ? K)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超 过15000cmV(V . S)，又比纳米碳管或娃晶体高，而电阻率只约10-6Q . cm,比铜或银更低， 为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发 展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨帰实质上是一种透明、良好 的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板，甚至是太阳能电池。
[0003] 石墨帰的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种，质料非常 牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。石墨帰的原子尺寸结构非常特 殊，必须用量子场论才能描绘。石墨帰是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度 达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
[0004] 铅元素符号化，原子序数82,原子量207. 2。银灰色有光泽的重金属，在空气中易 氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11. 34g/cm3,烙点327. 5°C，沸点 174CTC。有较强的抗放射性穿透的性能，展性良好，易与其他金属形成合金，铅的主要用途 是制造铅酸蓄电池，随着汽车工业的发展，用于蓄电池的铅之比重不断增长目前世界汽车 拥有量为6. 5亿。但采用铅制备的蓄电池的寿命一般只有3~4年，因此每年都要更换大 量电池。现有铅酸蓄电池存在如下一些性能问题：比能量偏低，电池笨重，耗铅量大W及铅 的导电能力一般，和银导电能力差距大，同时对环境造成较大的污染。
[0005] 因此有必要设计一种石墨帰晶体材料的制备方法，W克服上述问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种石墨帰晶体材料的制备方 法，制备出来的石墨帰晶体材料可用于制备电池，该电池具有耐腐蚀，高导电能力，强度高， 延展性好，同时可W减少铅的用量，降低电池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境 的污染。
[0007] 本发明是该样实现的：
[0008] 本发明提供一种石墨帰晶体材料的制备方法，包括W下步骤；步骤一：将石墨帰、 锡粉W及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨帰的锡铅丝，各 组分的质量比例分别为南墨帰占10% -15%、锡粉占25% -30%，铅粉占55% -65%， W上各组分的质量比例总和为100% ;步骤二；将步骤一得到的包含石墨帰的锡铅丝采用 300-34(TC的温度，进行纯水浑火处理至少2小时；步骤H ;将经过步骤二处理的包含石墨 帰的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000,并加热成液体，冷却后 形成包含石墨帰的铅固体；步骤四：将包含石墨帰的铅固体通过全自动连铸连社铅带生产 线进行生产，得到包含均匀石墨帰的铅锡带，即为石墨帰晶体材料。
[0009] 进一步地，步骤一中采用挤压机进行挤压。
[0010] 进一步地，步骤二中的纯水浑火处理分为两次，第一次和第二次均处理2小时。
[0011] 进一步地，步骤二中的纯水浑火处理的温度需要保证该包含石墨帰的锡铅丝不变 成液体。
[0012] 进一步地，步骤H中的混合加热温度为33(TC，W保证其混合物由固体变为液体。
[0013] 进一步地，所述全自动连铸连社铅带生产线包括自动铸丝机和铅带生产线设备。
[0014] 本发明具有W下有益效果：
[0015] 本发明提供的墨帰晶体材料的制备方法制备出来的石墨帰晶体材料可用于制备 电池，该电池具有耐腐蚀，高导电能力，强度高，延展性好，同时可W减少铅的用量，降低电 池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境的污染。
【具体实施方式】
[0016] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0017] 本发明实施例提供一种石墨帰晶体材料的制备方法，包括W下步骤：
[0018] 步骤一：将石墨帰、锡粉W及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤 压得到包含石墨帰的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨帰占10% -15%、锡粉占 25% -30%，铅粉占55% -65%，W上各组分的质量比例总和为100%。
[0019] 步骤二；将步骤一得到的包含石墨帰的锡铅丝采用300-34(TC的温度，进行纯水 浑火处理至少2小时。
[0020] 步骤H;将经过步骤二处理的包含石墨帰的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进 行混合，混合比为1:1000,并加热成液体，不断揽拌，确保混合均匀，冷却后形成包含石墨帰 的铅固体。
[0021] 步骤四：将包含石墨帰的铅固体通过全自动连铸连社铅带生产线进行生产，制造 宽250-600毫米，厚度为0. 5-10毫米的包含均匀石墨帰的铅锡带，即为石墨帰晶体材料。
[0022] 在本较佳实施例中，步骤一中采用挤压机进行挤压。
[0023] 在本较佳实施例中，步骤二中的纯水浑火处理分为两次，第一次和第二次均处理2 小时，步骤二中的纯水浑火处理的温度需要保证该包含石墨帰的锡铅丝不变成液体。具体 为包含石墨帰的锡铅丝的采用高温32CTC加热比，需要保证其不变成液体，然后第一次进 行纯水浑火处理化，确保材料内部不同元素均匀，强度好。主要目的是；（1)释放应力，（2) 增加材料延展性和初性，（3)产生特殊显微结构增强组织的稳定性。再将上述的石墨帰的 锡铅丝的采用高温32CTC加热比（不变成液体），第二次进行纯水浑火处理化，确保材料内 部不同元素均匀，强度好。
[0024] 在本较佳实施例中，步骤H中的混合加热温度为33(TC，W保证其混合物由固体变 为液体。
[00巧]在本较佳实施例中，所述全自动连铸连社铅带生产线包括自动铸丝机和铅带生产 线设备。
[0026] 所述自动铸丝机具有W下有益效果；1、生产效率高，能连续自动铸造，实现了机电 一体化。2、棒材品质好；表面光洁，无氧化，无气孔，端面平整，长度一致。3、操作简单方便， 能大大降低人员的劳动强度、使用安全可靠等优点。4、机器结构紧凑，维护方便。
[0027] 所述铅带生产线设备采用自动化运行模式，通过模块化等相关数据的采集与实 时监控，使操作更加简单、更加人性化。系统硬件采用德国西口子数字式高精度运算CPU 集中控制，使控制精度更高、响应速度快、稳定可靠。所述铅带生产线设备的构造：本铅带 生产线主要由铅锭上料机、合金烙化配制锅、合金保温锅、铅胚成型机、压延机组、铅带切边 机、换卷切断机、收料机构W及独特的废料回收与冷却循坏系统等组成。其可铸合金：纯 铅，铅巧，铅巧键，铅键，及其它冷社合金。合金烙化配制锅采用燃气加热控制系统，能 够较精确把握温度，不但提高了配制锅合金烙化的效率，且而达到了节能环保的目的。合金 烙化配制锅同时还配备独特的系统。该系统可W将烙化锅内合金的称重显示在操作屏上， 系统就会自动配方出合理的合金含量，大大地节约了合金配制时间W及提高了合金含量的 精度。合金保温锅采用燃气加热或者电加热控制系统，控制方式大体与烙化锅相同，可为铅 胚成型机构提供净重为20T合金液。保温锅总容量可达26T。成型机组采用独特的铅胚成 形机构，通过机械与电气合理搭配，铸成较为优质的铅胚，为后段生产提供优越条件。压延 机组各社机分别由自身的变频器与电机组成控制，同时社机间通过高精密的数据计算W及 合理分配进行联动控制运行。在变换产品规格时，通过调整社间隙和调整各社的相关数据， 系统会自动进行计算后合理分配各社机运行速度，保障生产的高效性。另外，社机间加装机 械辅助装置，能够有效的控制精社的运行速度，提高铅带厚度的均一性，协调生产效率。
[0028] 采用本发明提供的制备方法制备出来的石墨帰晶体材料的具体材料参数如下：
[0029]
【主权项】
1. 一种石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包 含石墨烯的锡铅丝，各组分的质量比例分别为：石墨烯占10%-15%、锡粉占25%-30%，铅 粉占55% -65%，以上各组分的质量比例总和为100% ; 步骤二：将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝采用300-340°C的温度，进行纯水淬火 处理至少2小时； 步骤三：将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混 合,混合比为1:1000,并加热成液体,冷却后形成包含石墨烯的铅固体； 步骤四：将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，得到包含 均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。
2. 如权利要求1所述的石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于：步骤一中采用挤压 机进行挤压。
3. 如权利要求1所述的石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于：步骤二中的纯水淬 火处理分为两次，第一次和第二次均处理2小时。
4. 如权利要求1或3所述的石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于：步骤二中的纯 水淬火处理的温度需要保证该包含石墨烯的锡铅丝不变成液体。
5. 如权利要求1所述的石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于：步骤三中的混合加 热温度为330°C，以保证其混合物由固体变为液体。
6. 如权利要求1所述的石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于：所述全自动连铸连 轧铅带生产线包括自动铸丝机和铅带生产线设备。
【专利摘要】本发明涉及一种石墨烯晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨烯、锡粉以及铅粉按照一定的质量百分比进行混合，并通过挤压得到包含石墨烯的锡铅丝；将步骤一得到的包含石墨烯的锡铅丝采用300-340℃的温度，进行纯水淬火处理至少2小时；将经过步骤二处理的包含石墨烯的锡铅丝与电解铅按照一定的质量比进行混合，混合比为1:1000，并加热成液体，冷却后形成包含石墨烯的铅固体；将包含石墨烯的铅固体通过全自动连铸连轧铅带生产线进行生产，得到包含均匀石墨烯的铅锡带，即为石墨烯晶体材料。本发明制备出来的石墨烯晶体材料可用于制备电池，该电池可以减少铅的用量，降低电池重量，相对提高电池的比能量，减少其对环境的污染。
【IPC分类】H01M4-66, C22C1-10, C22C11-06
【公开号】CN104630539
【申请号】CN201510029104
【发明人】刘兆勇, 钟松亮
【申请人】深圳市瑞达电源有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月20日