技术领域
本申请属于石墨烯材料的制备领域，尤其涉及一种电池用石墨烯材料及其制备方法。
背景技术：
石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。
石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为，未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后，将带来电池产业的变革，从而也促使新能源汽车产业的革新。
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是二氧化硅，厚1毫米的二氧化硅大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。
由于其独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称：“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用，从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”。
中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，作为石墨烯生产原料的二氧化硅，在我国储能丰富，价格低廉。另外，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题，制造成本已从5000元/克降至3元/克，解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯，并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了7英寸石墨烯触摸屏。
中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性。
中国石墨烯产业技术创新战略联盟率领贝特瑞、正泰集团、常州第六元素、亿阳集团等四家上市公司的代表参加了西班牙的石墨烯会议，并分别与意大利、瑞典代表团签订了深度战略合作协议，为“石墨烯全球并购，中国整合”战略打响了第一枪。此外，3月初全球首批3万部量产石墨烯手机在重庆发布，开启了石墨烯产业化应用的新时代。石墨烯入选“十三五”新材料规划已经基本落定，预计2015年将成为中国石墨烯产业爆发元年，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种稳定性好、成本低廉、产率高且可规模化生产的电池用石墨烯材料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。
技术实现要素：
解决的技术问题：
本申请针对现有石墨烯复合复合物产率低、稳定性差和成本高等技术问题，提供一种电池用石墨烯材料及其制备方法。
技术方案：
一种电池用石墨烯材料，所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅5-25份，磷酸铁锂4-8份，石墨2-6份，硅灰石粉1-5份，钛白粉4-8份，氨水10-14份，氢氧化钾0.3-0.7份，碳酸二甲酯30-50份，硝酸钠20-40份，乙醇10-30份，环己烷6-10份，丙醇8-12份，丙酮3-7份，磷酸铵15-35份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅5份，磷酸铁锂4份，石墨2份，硅灰石粉1份，钛白粉4份，氨水10份，氢氧化钾0.3份，碳酸二甲酯30份，硝酸钠20份，乙醇10份，环己烷6份，丙醇8份，丙酮3份，磷酸铵15份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅25份，磷酸铁锂8份，石墨6份，硅灰石粉5份，钛白粉8份，氨水14份，氢氧化钾0.7份，碳酸二甲酯50份，硝酸钠40份，乙醇30份，环己烷10份，丙醇12份，丙酮7份，磷酸铵35份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅10份，磷酸铁锂5份，石墨3份，硅灰石粉2份，钛白粉5份，氨水11份，氢氧化钾0.4份，碳酸二甲酯35份，硝酸钠25份，乙醇15份，环己烷7份，丙醇9份，丙酮4份，磷酸铵20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅20份，磷酸铁锂7份，石墨5份，硅灰石粉4份，钛白粉7份，氨水13份，氢氧化钾0.6份，碳酸二甲酯45份，硝酸钠35份，乙醇25份，环己烷9份，丙醇11份，丙酮6份，磷酸铵30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电池用石墨烯材料的原料按重量份数配比如下：聚苯醚100份，二氧化硅15份，磷酸铁锂6份，石墨4份，硅灰石粉3份，钛白粉6份，氨水12份，氢氧化钾0.5份，碳酸二甲酯40份，硝酸钠30份，乙醇20份，环己烷8份，丙醇10份，丙酮5份，磷酸铵25份。
一种所述电池用石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步：按重量份数配比称取聚苯醚、二氧化硅、磷酸铁锂、石墨、硅灰石粉、钛白粉、氨水、氢氧化钾、碳酸二甲酯、硝酸钠、乙醇、环己烷、丙醇、丙酮和磷酸铵；
第二步：将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在500-600℃下混合30-50min，然后冷却至50-90℃，加入剩余原料在研磨机中研磨40-60分钟，使其混合均匀；
第三步：将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至300-500℃，保温反应1-3小时，然后进一步加热至500-700℃，保温反应2-4小时，制得电池用石墨烯材料。
有益效果：
本发明所述一种电池用石墨烯材料及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果：1、在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；2、原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量600-1000mAh；3、适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；4、电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
实施例1:
按重量份数配比称取聚苯醚100份，二氧化硅5份，磷酸铁锂4份，石墨2份，硅灰石粉1份，钛白粉4份，氨水10份，氢氧化钾0.3份，碳酸二甲酯30份，硝酸钠20份，乙醇10份，环己烷6份，丙醇8份，丙酮3份，磷酸铵15份。
将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在500℃下混合30min，然后冷却至50℃，加入剩余原料在研磨机中研磨40分钟，使其混合均匀。
将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至300℃，保温反应1小时，然后进一步加热至500℃，保温反应2小时，制得电池用石墨烯材料。
在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量600mAh；适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
实施例2：
按重量份数配比称取聚苯醚100份，二氧化硅25份，磷酸铁锂8份，石墨6份，硅灰石粉5份，钛白粉8份，氨水14份，氢氧化钾0.7份，碳酸二甲酯50份，硝酸钠40份，乙醇30份，环己烷10份，丙醇12份，丙酮7份，磷酸铵35份。
将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在600℃下混合50min，然后冷却至90℃，加入剩余原料在研磨机中研磨60分钟，使其混合均匀。
将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至500℃，保温反应3小时，然后进一步加热至700℃，保温反应4小时，制得电池用石墨烯材料。
在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量700mAh；适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
实施例3：
按重量份数配比称取聚苯醚100份，二氧化硅10份，磷酸铁锂5份，石墨3份，硅灰石粉2份，钛白粉5份，氨水11份，氢氧化钾0.4份，碳酸二甲酯35份，硝酸钠25份，乙醇15份，环己烷7份，丙醇9份，丙酮4份，磷酸铵20份。
将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在500℃下混合30min，然后冷却至50℃，加入剩余原料在研磨机中研磨40分钟，使其混合均匀。
将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至300℃，保温反应1小时，然后进一步加热至500℃，保温反应2小时，制得电池用石墨烯材料。
在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量800mAh；适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
实施例4：
按重量份数配比称取聚苯醚100份，二氧化硅20份，磷酸铁锂7份，石墨5份，硅灰石粉4份，钛白粉7份，氨水13份，氢氧化钾0.6份，碳酸二甲酯45份，硝酸钠35份，乙醇25份，环己烷9份，丙醇11份，丙酮6份，磷酸铵30份。
将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在600℃下混合50min，然后冷却至90℃，加入剩余原料在研磨机中研磨60分钟，使其混合均匀。
将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至500℃，保温反应3小时，然后进一步加热至700℃，保温反应4小时，制得电池用石墨烯材料。
在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量900mAh；适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
实施例5：
按重量份数配比称取聚苯醚100份，二氧化硅15份，磷酸铁锂6份，石墨4份，硅灰石粉3份，钛白粉6份，氨水12份，氢氧化钾0.5份，碳酸二甲酯40份，硝酸钠30份，乙醇20份，环己烷8份，丙醇10份，丙酮5份，磷酸铵25份。
将石墨、硅灰石粉和二氧化硅在550℃下混合40min，然后冷却至70℃，加入剩余原料在研磨机中研磨50分钟，使其混合均匀。
将混合均匀的原料置于带盖的陶瓷坩埚中，再将带盖的陶瓷坩埚放入管式炉中在高纯氮气保护下首先加热至400℃，保温反应2小时，然后进一步加热至600℃，保温反应3小时，制得电池用石墨烯材料。
在0.1M KOH溶液中催化氧还原的极限电流密度达到5mA/cm2，起始电位达-0.05V vs. SCE；原料价格低廉，操作方便简单，稳定性好，循环300次，容量1000mAh；适用领域广，可用于锂电池、蓄电池等各个领域；电池六分钟快速充满，导电性好，不依赖于大型仪器设备，可大规模生产并不断代替现有材料。
以上实施例中的所有组分均可以商业购买。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。