一种石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的定量分析方法与流程

本发明涉及石墨烯复合导电浆料的定量分析领域，特别涉及一种石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的定量分析方法。

背景技术：

随着动力锂离子电池产业的快速发展，对锂离子电池正极材料的性能和成品电池的性能都提出了更高的要求。在正极材料制备过程中添加导电性能优异且结构稳定的导电剂可以提高材料的克容量发挥、倍率性能和循环性能等，而在电池制备过程中添加导电性能优异且结构稳定的导电剂可以提高电池的能量密度、倍率性能和循环性能等。石墨烯与碳纳米管均具有较高的导电性，将石墨烯与碳纳米管复合形成具有优异的导电性和稳定的三维网状结构导电剂，已在动力锂电池等领域得到广泛的应用。

目前，市场上能够提供石墨烯/碳纳米管复合导电浆料成品的厂家众多，产品价格均相对较高。石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的价格主要取决于浆料中石墨烯的含量，而复合导电浆料中石墨烯的含量均由导电浆料生产厂家提供，故石墨烯/碳纳米管复合导电浆料价格的主动权掌握在导电浆料生产厂家手中。锂离子动力电池生产厂家大批量使用石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，需要一种快速、高效、准确度较高的方法来定量分析石墨烯/碳纳米管复合导电浆料中石墨烯的含量，以便在商务谈判中掌握主动权。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的定量分析方法。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的定量分析方法，包括以下步骤：

（1）、配制不同比例的石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，分别烘烤干燥后磨碎得到粉末；

（2）、将上述磨碎的不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末分别各进行多次xrd测试，分别得到多组xrd图谱和原始数据；

（3）、计算上述不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末的多组xrd原始数据的平均值并进行拟合，分别计算出（002）衍射峰的2θ值和半高宽值β，通过公式la=[(1.78tanθ)/β]+1得到对应的la值；

（4）、将得到la值与其对应复合浆料中的石墨烯比例做曲线图，得到不同石墨烯比例与la值的一次曲线，即标准曲线；

（5）、取待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料干燥粉末进行xrd测试，获取xrd图谱及原始数据，并按照步骤（3）方法计算la值；

（6）、步骤（5）中所得的la值在步骤（4）所得的标准曲线上对应的石墨烯比例即为该待测复合导电浆料中石墨烯所占的比例。

优选的，步骤（1）中干燥方式是常规空气气氛干燥、惰性气体气氛干燥、真空干燥中的一种。

优选的，步骤（1）中烘烤干燥温度不超过120℃。

优选的，步骤（3）中对不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末的xrd原始数据的平均值进行拟合的方法是guss拟合。

本发明的有益效果：afm、hrtem和raman等表征手段均可以单独对石墨烯和碳纳米管等碳族材料进行表征分析，但石墨烯/碳纳米管复合导电浆料是一个复杂的复合体系，上述表征手段无法准确有效地进行定性和定量分析。然而不同层数的石墨烯和碳纳米管的xrd衍射特征峰的衍射峰位置、衍射峰的2θ值和半高宽值会随着其层数和比例的变化而发生相应的明显的变化，故xrd成为定性和定量表征石墨烯和碳纳米管复合体系的一种有效手段；本发明提出的方法操作简单、快捷、准确率高，在锂离子电池用石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的定量分析、快速评估方面具有应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1~3配制的四种不同比例的石墨烯/碳纳米管导电浆料干燥粉末的xrd拟合谱图；

图2为本发明实施例1~3通过计算得到标准曲线图；

图3为本发明实施例1中待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的xrd拟合图和对应的石墨烯比例图，其中，右图圈出的点即为分析出的待测点；

图4为本发明实施例2中待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的xrd拟合图和对应的石墨烯比例图，其中，右图圈出的点即为分析出的待测点；

图5为本发明实施例3中待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料的xrd拟合图和对应的石墨烯比例图，其中，右图圈出的点即为分析出的待测点。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

（1）、配制石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%不同比例的石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，分别烘烤干燥后磨碎得到粉末；

（2）、将上述磨碎的不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末分别各进行多次xrd测试，分别得到多组xrd图谱和原始数据，如图1；

（3）、计算上述不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末的多组xrd原始数据的平均值并进行guss拟合，计算出石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%石墨烯/碳纳米管复合导电浆料干燥粉末的（002）衍射峰的2θ值分别为25.60896、25.68946、25.82917、26.14061和半高宽值β分别为0.051572407、0.037052523、0.034677811、0.025815336，通过公式la=[(1.78tanθ)/β]+1得到对应的la值分别为8.8402、11.9482、13.7635、16.9994；

（4）、将得到la值与其对应复合浆料中的石墨烯比例做曲线图，得到不同石墨烯比例与la值的一次曲线，即标准曲线，如图2；

（5）、取待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料（其中石墨烯比例在90±0.05%范围内）干燥粉末进行xrd测试，获取xrd图谱及原始数据，拟合后得到（002）衍射峰的2θ值分别为26.09262和半高宽值β分别为0.026965，按照步骤（3）方法计算la值为16.288；

（6）、步骤（5）中所得的la值在步骤（4）所得的标准曲线上对应的石墨烯比例为90.01%，如图3，测试结果与该待测复合导电浆料中石墨烯所占的比例极为接近。

实施例2：

（1）、配制石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%不同比例的石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，分别烘烤干燥后磨碎得到粉末；

（2）、将上述磨碎的不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末分别各进行多次xrd测试，分别得到多组xrd图谱和原始数据，如图1；

（3）、计算上述不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末的多组xrd原始数据的平均值并进行guss拟合，计算出石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%石墨烯/碳纳米管复合导电浆料干燥粉末的（002）衍射峰的2θ值分别为25.60896、25.68946、25.82917、26.14061和半高宽值β分别为0.051572407、0.037052523、0.034677811、0.025815336，通过公式la=[(1.78tanθ)/β]+1得到对应的la值分别为8.8402、11.9482、13.7635、16.9994；

（4）、将得到la值与其对应复合浆料中的石墨烯比例做曲线图，得到；不同石墨烯比例与la值的一次曲线，即标准曲线，如图2；

（5）、取待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料（其中石墨烯比例在50±0.05%范围内）干燥粉末进行xrd测试，获取xrd图谱及原始数据，拟合后得到（002）衍射峰的2θ值分别为26.03235和半高宽值β分别为0.034881，按照步骤（3）方法计算la值为12.792；

（6）、步骤（5）中所得的la值在步骤（4）所得的标准曲线上对应的石墨烯比例为49.9%，测试结果与该待测复合导电浆料中石墨烯所占的比例极为接近。

实施例3：

（1）、配制石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%不同比例的石墨烯/碳纳米管复合导电浆料，分别烘烤干燥后磨碎得到粉末；

（2）、将上述磨碎的不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末分别各进行多次xrd测试，分别得到多组xrd图谱和原始数据，如图1；

（3）、计算上述不同石墨烯/碳纳米管复合导电浆料粉末的多组xrd原始数据的平均值并进行拟合，计算出石墨烯比例分别为0%、40%、60%、100%石墨烯/碳纳米管复合导电浆料干燥粉末的（002）衍射峰的2θ值分别为25.60896、25.68946、25.82917、26.14061和半高宽值β分别为0.051572407、0.037052523、0.034677811、0.025815336，通过公式la=[(1.78tanθ)/β]+1得到对应的la值分别为8.8402、11.9482、13.7635、16.9994；

（4）、将得到la值与其对应复合浆料中的石墨烯比例做曲线图，得到；不同石墨烯比例与la值的一次曲线，即标准曲线，如图2；

（5）、取待测石墨烯/碳纳米管复合导电浆料（其中石墨烯比例在20±0.05%范围内）干燥粉末进行xrd测试，获取xrd图谱及原始数据，拟合后得到（002）衍射峰的2θ值分别为26.02422和半高宽值β分别为0.04654，按照步骤（3）方法计算la值为10.465；

（6）、步骤（5）中所得的la值在步骤（4）所得的标准曲线上对应的石墨烯比例为20%，测试结果与该待测复合导电浆料中石墨烯所占的比例极为接近。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。