本发明涉及复合材料领域，具体是一种石墨烯碳化铬复合材料。
背景技术：
：复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料，复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在，复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类，金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金，非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。石墨烯是sp2杂化碳原子紧密堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其他石墨材料的基本单元，其形貌是类似于薄纸的片层结构，理论强度为125GPa，比钢强100倍；其弹性模量可达到1.0TPa，能与碳纳米管相媲美；其热导率优于银等金属材料；电子迁移率高达2×105cm2/(V•s)，导电性超过目前任何高温超导材料，而且还具有室温量子霍尔效应等性质，是制作电池的理想材料。但是现有的石墨烯电池材料生产过程中石墨烯表面存在大量的缺陷，容易团聚，性能不稳定，石墨烯的产量低，实际导电性能达不到人们的预期，这就为使用者带来了不便。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种石墨烯碳化铬复合材料，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯碳化铬复合材料，包括以下重量份的原料：石墨粉25-34份、浓硫酸12-14份、高锰酸钾45-56份、碳化铬粉6-11份、葡萄糖5-8份、植物淀粉4-10份、尿素2.4-4份、脂肪醚2-4份、双乙酸钠1.2-2份和硫酸钼0.8-1.5份。作为本发明进一步的方案：石墨粉采用鳞片石墨粉，植物淀粉包括绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和甘蔗淀粉中的至少一种。作为本发明进一步的方案：碳化铬粉的粒径为0.06-0.45mm。所述石墨烯碳化铬复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石墨粉加入浓硫酸中并且混合均匀，然后向其中加入高锰酸钾并且在20摄氏度保持2-3小时，得到第一混合物，将第一混合物在球磨机中球磨30-45分钟后加入水并且配置成6-10mg/mL的石墨烯水溶液，再将双乙酸钠和脂肪醚加入石墨烯水溶液中并且在75-92摄氏度下搅拌反应90-150分钟，反应结束后洗涤、抽滤，得到改性石墨烯；步骤二，将葡萄糖、植物淀粉和硫酸钼加入去离子水中并且超声分散均匀，超声分散的同时加入PH调节剂，调节PH值为8.2-9.5，得到第二混合物；步骤三，将尿素中加入去离子水制备成质量分数为4-10%的尿素溶液，将改性石墨烯加入尿素溶液中并且超声分散，得到改性石墨烯悬浮液；步骤四，将改性石墨烯悬浮液和第二混合物在微波反应釜中混合，在160-195摄氏度和420-600W的微波辐射下反应50-70分钟，自然冷却至室温，再用乙醇和去离子水交替洗涤3-4次，冷冻干燥，得到半成品；步骤五，将半成品与碳化铬粉混合均匀并且在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结温度为900-960摄氏度，烧结压力为36-45Mpa，烧结时间为8-15分钟，自然冷却即可得到成品。作为本发明进一步的方案：放电等离子烧结的过程为烧结炉加压至12Mpa时开始加热，以60-80摄氏度/秒的速度升温至600摄氏度并且保持2-3分钟，然后以100-120摄氏度/秒的速度升温至烧结温度。作为本发明进一步的方案：步骤二中超声分散的频率为30-45KHz，超声分散的功率为350-450W。本发明的另一目的是提供上述石墨烯碳化铬复合材料在电池材料中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品的原料来源广泛，制备工艺合理，可行性强，适合大规模生产；本发明在各种原料的协同作用下，制备的成品导电性好、性能稳定，可以满足电池材料的使用需求，具有良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种石墨烯碳化铬复合材料，包括以下重量份的原料：石墨粉25份、浓硫酸12份、高锰酸钾45份、碳化铬粉6份、葡萄糖5份、植物淀粉4份、尿素2.4份、脂肪醚2份、双乙酸钠1.2份和硫酸钼0.8份。石墨粉采用鳞片石墨粉，植物淀粉包括绿豆淀粉和马铃薯淀粉的混合物。所述石墨烯碳化铬复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石墨粉加入浓硫酸中并且混合均匀，然后向其中加入高锰酸钾并且在20摄氏度保持2小时，得到第一混合物，将第一混合物在球磨机中球磨35分钟后加入水并且配置成8mg/mL的石墨烯水溶液，再将双乙酸钠和脂肪醚加入石墨烯水溶液中并且在84摄氏度下搅拌反应120分钟，反应结束后洗涤、抽滤，得到改性石墨烯；步骤二，将葡萄糖、植物淀粉和硫酸钼加入去离子水中并且超声分散均匀，超声分散的同时加入PH调节剂，调节PH值为8.8，得到第二混合物；步骤三，将尿素中加入去离子水制备成质量分数为5%的尿素溶液，将改性石墨烯加入尿素溶液中并且超声分散，得到改性石墨烯悬浮液；步骤四，将改性石墨烯悬浮液和第二混合物在微波反应釜中混合，在172摄氏度和480W的微波辐射下反应55分钟，自然冷却至室温，再用乙醇和去离子水交替洗涤4次，冷冻干燥，得到半成品；步骤五，将半成品与碳化铬粉混合均匀并且在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结温度为930摄氏度，烧结压力为38Mpa，烧结时间为12分钟，自然冷却即可得到成品。实施例2一种石墨烯碳化铬复合材料，包括以下重量份的原料：石墨粉28份、浓硫酸13份、高锰酸钾49份、碳化铬粉8份、葡萄糖6份、植物淀粉7份、尿素3份、脂肪醚2.7份、双乙酸钠1.6份和硫酸钼1.1份。碳化铬粉的粒径为0.21mm。所述石墨烯碳化铬复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石墨粉加入浓硫酸中并且混合均匀，然后向其中加入高锰酸钾并且在20摄氏度保持2.5小时，得到第一混合物，将第一混合物在球磨机中球磨38分钟后加入水并且配置成9mg/mL的石墨烯水溶液，再将双乙酸钠和脂肪醚加入石墨烯水溶液中并且在86摄氏度下搅拌反应135分钟，反应结束后洗涤、抽滤，得到改性石墨烯；步骤二，将葡萄糖、植物淀粉和硫酸钼加入去离子水中并且超声分散均匀，超声分散的同时加入PH调节剂，调节PH值为9.2，得到第二混合物；步骤三，将尿素中加入去离子水制备成质量分数为8%的尿素溶液，将改性石墨烯加入尿素溶液中并且超声分散，得到改性石墨烯悬浮液；步骤四，将改性石墨烯悬浮液和第二混合物在微波反应釜中混合，在180摄氏度和540W的微波辐射下反应66分钟，自然冷却至室温，再用乙醇和去离子水交替洗涤3次，冷冻干燥，得到半成品；步骤五，将半成品与碳化铬粉混合均匀并且在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结温度为930摄氏度，烧结压力为44Mpa，烧结时间为13分钟，放电等离子烧结的过程为烧结炉加压至12Mpa时开始加热，以60摄氏度/秒的速度升温至600摄氏度并且保持2分钟，然后以110摄氏度/秒的速度升温至烧结温度，自然冷却即可得到成品。实施例3一种石墨烯碳化铬复合材料，包括以下重量份的原料：石墨粉32份、浓硫酸13.5份、高锰酸钾54份、碳化铬粉10份、葡萄糖7份、植物淀粉8.6份、尿素3.6份、脂肪醚3.2份、双乙酸钠1.8份和硫酸钼1.3份。石墨粉采用鳞片石墨粉，植物淀粉包括马铃薯淀粉和甘蔗淀粉的混合物。所述石墨烯碳化铬复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石墨粉加入浓硫酸中并且混合均匀，然后向其中加入高锰酸钾并且在20摄氏度保持2小时，得到第一混合物，将第一混合物在球磨机中球磨42分钟后加入水并且配置成9mg/mL的石墨烯水溶液，再将双乙酸钠和脂肪醚加入石墨烯水溶液中并且在86摄氏度下搅拌反应140分钟，反应结束后洗涤、抽滤，得到改性石墨烯；步骤二，将葡萄糖、植物淀粉和硫酸钼加入去离子水中并且超声分散均匀，超声分散的频率为35KHz，超声分散的功率为380W，超声分散的同时加入PH调节剂，调节PH值为9.2，得到第二混合物；步骤三，将尿素中加入去离子水制备成质量分数为8%的尿素溶液，将改性石墨烯加入尿素溶液中并且超声分散，得到改性石墨烯悬浮液；步骤四，将改性石墨烯悬浮液和第二混合物在微波反应釜中混合，在188摄氏度和540W的微波辐射下反应65分钟，自然冷却至室温，再用乙醇和去离子水交替洗涤3次，冷冻干燥，得到半成品；步骤五，将半成品与碳化铬粉混合均匀并且在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结温度为940摄氏度，烧结压力为42Mpa，烧结时间为10分钟，自然冷却即可得到成品。实施例4一种石墨烯碳化铬复合材料，包括以下重量份的原料：石墨粉34份、浓硫酸14份、高锰酸钾56份、碳化铬粉11份、葡萄糖8份、植物淀粉10份、尿素4份、脂肪醚4份、双乙酸钠2份和硫酸钼1.5份。石墨粉采用鳞片石墨粉，植物淀粉包括绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和甘蔗淀粉的混合物。碳化铬粉的粒径为0.35mm。所述石墨烯碳化铬复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石墨粉加入浓硫酸中并且混合均匀，然后向其中加入高锰酸钾并且在20摄氏度保持3小时，得到第一混合物，将第一混合物在球磨机中球磨40分钟后加入水并且配置成10mg/mL的石墨烯水溶液，再将双乙酸钠和脂肪醚加入石墨烯水溶液中并且在90摄氏度下搅拌反应150分钟，反应结束后洗涤、抽滤，得到改性石墨烯；步骤二，将葡萄糖、植物淀粉和硫酸钼加入去离子水中并且超声分散均匀，超声分散的频率为45KHz，超声分散的功率为450W，超声分散的同时加入PH调节剂，调节PH值为9.5，得到第二混合物；步骤三，将尿素中加入去离子水制备成质量分数为10%的尿素溶液，将改性石墨烯加入尿素溶液中并且超声分散，得到改性石墨烯悬浮液；步骤四，将改性石墨烯悬浮液和第二混合物在微波反应釜中混合，在195摄氏度和600W的微波辐射下反应60分钟，自然冷却至室温，再用乙醇和去离子水交替洗涤3次，冷冻干燥，得到半成品；步骤五，将半成品与碳化铬粉混合均匀并且在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结温度为940摄氏度，烧结压力为44Mpa，烧结时间为12分钟，放电等离子烧结的过程为烧结炉加压至12Mpa时开始加热，以80摄氏度/秒的速度升温至600摄氏度并且保持3分钟，然后以120摄氏度/秒的速度升温至烧结温度，自然冷却即可得到成品。对比例除不具有双乙酸钠，对比例的组分和制备方法均与实施例2相同。将实施例1-4的产品和对比例的产品进行电导率测试，测试结果见表1。表1实施例1实施例2实施例3实施例4对比例电导率S/m965.2978.4948.3943.6713.9从表1可以看出，本发明制备的复合材料的电导率明显优于对比例的电导率，高达940S/m以上。将本发明的复合材料按照锂离子电池行业标准制备成测试电池，进行相关电化学性能和稳定性能进行测试，测试结果见表2。表2实施例1实施例2实施例3实施例4对比例比电容mAh/g684653702663506导热系数W/m.K20722116216020642034循环300圈后容量保持率86.2%89.1%88.1%84.3%73.5%从表2中可以看出，本发明制备的复合材料的电化学性能比对比例更为优异，且循环300圈后容量保持率仍高达84.3%，性能稳定性好。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页1 2 3