石墨烯制备方法、石墨烯粉体及产品与流程

1.本发明涉及石墨烯制备方法、石墨烯粉体及产品，属于石墨烯制备技术领域。


背景技术：

2.石墨烯是一种仅由碳原子组成的六角形蜂巢晶格的二维纳米材料。自从发现以来，由于其具有卓越的力学、光学、电学、热学性能而引起广泛的关注。在电子信息、功能材料、节能环保、生物医药等领域都具有重要的应用前景。近几年，石墨烯产品逐渐出现在人们生活视野中，从石墨烯口罩、内衣等日用品到石墨烯锂离子电池、高分子复合材料、超级电容器、散热膜等等，石墨烯正在从实验室走向市场。其中，石墨烯在导电添加剂、导热膜、高分子复合增强以及防腐涂料等各方面都已经实现了产业化制备与应用。
3.根据石墨烯的宏观形态的不同，可以将其分为粉体和薄膜两大类。石墨烯粉体是指纳米及微米尺寸的石墨烯片无序聚集体，主要通过液相剥离法、氧化还原法等方法来进行制备。石墨烯薄膜是在特定基底表面生长的，或生长形成后被转移到其他基底上的连续石墨烯材料，微观上因为制备工艺的局限性会存在部分的结构缺陷，宏观上尺寸可达到厘米甚至米量级，主要通过化学气相沉积法、机械剥离法等方法制备。这几种方法都具有各自的优势和应用场合。
4.大批量、低成本的生产高质量的石墨烯材料是实现石墨烯应用产业化的前提条件。目前，石墨烯的制备可以大致被归纳为两类技术路径，一类是自上而下的方法，即从石墨本身通过层间剥离获得石墨烯；一类是自下而上的方法，从含碳化合物经过裂解形成碳原子，在催化剂表面通过渗透析出制备石墨烯。石墨烯粉体的制备主要是通过自上而下的方法，有液相剥离和氧化还原两条工艺路线。其中，液相剥离制备得到的石墨烯粉体，需要在有机体系中进行否则会造成粉体的团聚，而且得到的粉体质量普遍不高，层厚不一。相比之下，氧化还原法具备可宏量制备、成本低廉、可靠性强等优点，是产业化制备石墨烯的主流方法。主要包含两个过程：一是氧化过程，利用高锰酸钾等强氧化剂，在浓硫酸等溶剂环境体系下，对原料石墨进行插层剥离，同时在片层上进行氧化官能团的修饰，最终得到携带羟基、羧基、环氧等官能团的氧化石墨烯(go)；二是热还原过程，将go上的官能团通过热还原歧化反应的方式加以脱除，最终得到层间剥离的石墨烯。从氧化还原法制备石墨烯的过程上看，影响最终石墨烯质量的有两个过程因素：一方面是氧化石墨烯的性质，例如含氧量、片径、氧化剥离程度等；另一方面是热还原工艺，包括温度、时间等参数。这两个因素共同决定了制备的石墨烯的性能，包括含氧量、比表面积、缺陷度等重要指标参数。而石墨烯产品的这些指标参数是与其下游应用息息相关的。因此，如何根据下游应用需求来调控石墨烯产品的性能是解决其产业化应用的关键。例如，石墨烯粉体的比表面积对于下游应用至关重要，直接影响了其在基体中的分散度。一般而言，越高的比表面积的石墨烯能够在基体中实现越良好的片层分散效果，从而更好地发挥石墨烯的优异性能。因此，在开发石墨烯粉体产品过程中，需要提高比表面积来提升使用效果。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明提供一种石墨烯制备方法，通过氧化石墨烯还原制备石墨烯，在氧化石墨烯还原之前进行干燥、破碎，得到与石墨烯的比表面积要求对应的目数的氧化石墨烯。
6.根据本发明的一个方面，所述在氧化石墨烯还原之前进行干燥、破碎的步骤包括：
7.将go滤饼进行干燥处理得到干燥状态的滤饼；
8.对干燥后的go滤饼进行破碎；
9.对破碎后的go滤饼过筛，通过筛网控制氧化石墨烯的目数。
10.目数越大所对应的粉末粒径越小，相对在同样温度范围内还原制备出的样品的比表面积也越大，因此粉碎go干燥样至小粒径是有必要的。现有技术的氧化还原法中氧化后的go滤饼为厘米级，由于颗粒较大，因此对于此go直接还原可能会导致颗粒受热不均匀、还原不彻底的缺点，此外，所制备的还原样品也存在比表面积较低的情况。
11.根据本发明的一个方面，所述通过筛网控制氧化石墨烯的目数的步骤包括：
12.通过多个筛网过筛破碎后的go滤饼。
13.根据本发明的一个方面，所述多个筛网的网孔直径不同，筛出不同目数的氧化石墨烯粉体。
14.根据本发明的一个方面，所述对干燥后的go滤饼进行破碎的步骤包括：
15.采用超微破碎机破碎干燥后的对干燥后的go滤饼。
16.本发明公开了超微破碎机破碎的方式，但是本发明并不限于此，也可以采用其他破碎方式，如超声破碎的方式，但是超声破碎所需要能耗较高，且通常为液相环境，增大具体操作环境的要求。
17.根据本发明的一个方面，所述将go滤饼进行干燥处理得到干燥状态的滤饼步骤中，go滤饼的固含量为42％-50％。
18.根据本发明的一个方面，所述将go滤饼进行干燥处理得到干燥状态的滤饼的步骤包括：
19.通过鼓风烘箱干燥go滤饼，优选地，在50-65℃下在鼓风烘箱中干燥10-18h。
20.本发明干燥参数包括干燥时间、温度和干燥之后go的含水量，干燥时间为10-18h,干燥温度为50-65℃。干燥后的go含水量在85-98％之间。干燥时间过长对于含水量的降低几乎可以忽略不计，而温度过高会导致部分氧化石墨烯发生预还原的现象，减少了片层上的官能团从而在实际的还原过程中由于产生的层间气压不充分而导致剥离不充分，对于后续处理不利，温度过低或干燥时间过短则会导致go的干燥不充分，含水量过高。
21.破碎后能够提高产品的稳定性。可以通过控制干燥和破碎参数来控制石墨烯产品的比表面积、石墨烯的稳定性。即在50-65℃下干燥10-18h，破碎至150-500目。
22.本发明公开通过鼓风烘箱干燥的干燥方式，但是本发明并不限于此，还可以选用其他干燥方式。鼓风烘箱的优势是能够把go干燥过程中产生的水汽尽快排除，从而提高干燥效率。本干燥时间过长对于含水量的降低几乎可以忽略不计，而温度过高会导致部分氧化石墨烯发生预还原的现象，减少了片层上的官能团从而在实际的还原过程中由于产生的层间气压不充分而导致剥离不充分，温度过低或干燥时间过短则会导致go的干燥不充分，含水量过高，在后续还原过程中可能会对片层造成更多缺陷，对产品最终的碳含量、极片电
阻率等影响较大。
23.根据本发明的一个方面，所述通过氧化石墨烯还原制备石墨烯的步骤包括：
24.通过热还原粉碎后的氧化石墨烯得到初步还原的石墨烯粉体；
25.初步还原的石墨烯粉体经过高温煅烧得到石墨烯中间品；
26.石墨烯中间品经过微波处理得到石墨烯成品。
27.根据本发明的一个方面，初步还原的收率为58％-63％，质量为40-45g的go滤饼的含水量约为42％-50％，烘干之后磨粉，扣除部分损耗约能获得14-18g破碎后样品，初始还原的收率约在58％-63％之间，能够得到初始还原的石墨烯粉体质量约6-11g。
28.热还原过程的作用是将研磨之后的go粉末进行爆开，此阶段go粉末的膨胀倍率约为300-400倍，同时除去部分含氧官能团。高温煅烧过程的主要作用则除去剩余较为难去除的几乎全部含氧官能团，最终使碳含能达到98％以上。微波处理过程则对高温煅烧阶段石墨烯片层上造成的缺陷进行部分修复，提高产品性能。
29.根据本发明的一个方面，所述通过热还原粉碎后的氧化石墨烯得到初步还原的石墨烯粉体的步骤包括：
30.在通有惰性气体的鼓风烘箱中还原氧化石墨烯，优选地，还原温度为200-300℃，还原时间为15-20min，惰性气体的流速为5-10cm3/min。
31.本发明公开了在通有惰性气体的鼓风烘箱中还原氧化石墨烯的还原方式，但是本发明并不限于此，还可以包括其他还原方式，例如，化学还原、气相还原等，但是化学还原需要在体系中引入额外的还原剂难以去除，会对产品纯度造成影响，而气相还原则需要还原性气氛，如h2等，有一定安全风险。
32.根据本发明的一个方面，所述初步还原的石墨烯粉体经过高温煅烧得到石墨烯中间品的步骤包括：
33.初步还原的石墨烯粉体放入坩埚，优选地，所述坩埚为刚玉坩埚；
34.将盛有初步还原的石墨烯粉体的坩埚放置在煅烧炉内，升温煅烧，优选地，煅烧炉设置温度从室温开始以20-30℃/min的速率升温至1000
±
100℃，维持1-5h；
35.对高温煅烧后的石墨烯粉体进行冷却，获得石墨烯中间品，优选地，自然降至室温。
36.高温煅烧炉升温速率超过上述范围会导致难以保证样品温度达到所设定的温度，保温时间短于上述范围则会导致整体样品的官能团脱除不彻底，对于最终产品的应用有一定风险。
37.对高温煅烧后的石墨烯粉体自然冷却至室温能够保证在最低能耗下较快冷却。此外还可以选择风冷、水冷和梯度冷却等方式。其他冷却方式如梯度冷却会延长冷却时间，提高整体能耗，而采用风冷、水冷等手段则会加快冷却时间，使样品的高温保持时间不够，样品的性能不稳定，影响最终产品质量。
38.初步还原的石墨烯粉体为在经过低温热还原即200-300℃还原时间为15-20min，惰性气体的流速为5-10cm3/min的样品，石墨烯中间体为初步还原的石墨烯粉体经过1000
±
100℃，维持1-5h后的样品，石墨烯成品则为对石墨烯中间体经过微波处理之后的样品。其中热还原过程的作用是将研磨之后的go粉末进行爆开，此阶段go粉末的膨胀倍率约为300-400倍，同时除去部分含氧官能团。高温煅烧过程的主要作用则除去剩余较为难去除的
几乎全部含氧官能团，最终使碳含能达到98％以上。微波处理过程则对高温煅烧阶段石墨烯片层上造成的缺陷进行部分修复，提高产品性能。
39.根据本发明的一个方面，所述石墨烯中间品经过微波处理得到石墨烯成品的步骤包括：
40.将石墨烯中间品置于反应瓶中，送入手套箱中，在手套箱中将反应瓶内的空气置换成惰性气氛，之后将反应瓶放于微波炉微波处理，优选地，微波功率为300-750w，微波时间为5-15s。
41.先放入反应瓶中在送入手套箱是一种更为方便的更换气体的装样方法，由于所制备的还原氧化石墨烯的比表面积比较高，在手套箱中打开样品之后可能会在手套箱中飘散，取样、装样困难，且容易污染到其他样品，因此采用此种装样形式。相对于其他置换气体设备，手套箱能保证整体装样的气氛是在惰性气体环境，对于样品的影响更小。微波功率过低或处理时间过短对样品无明显提升，功率过高或时间过长则对于样品的收率影响较大。
42.根据本发明的一个方面，所述通过氧化石墨烯还原制备石墨烯的步骤还包括：不同目数的氧化石墨烯粉体还原制备不同比表面积的石墨烯成品。
43.本发明还提供上述制备方法制备的石墨烯粉体，所述石墨烯粉体的比表面积为450-750m2/g。
44.相对于未磨粉的go颗粒直接还原的样品，磨粉之后样品的比表面积有效提高，比表面积的提高能够增加石墨烯在溶剂中的分散性。但是采用磨粉提高比表面积的方法是有一定限度的，想要进一步提高比表面积可能需要采用其他工艺手段达成。
45.本发明还提供用于产品的石墨烯制备方法，包括：
46.获得产品对石墨烯的比表面积要求；
47.根据石墨烯的比表面积要求利用上述石墨烯制备方法制备石墨烯。
48.本发明还提供上述制备方法制备的产品，所述产品包括锂电池(如正极三元ncm523)、导电膜、导热膜、电容器和高分子添加剂，优选地，所述锂电池的电阻为5-12ω
·
cm。
49.本发明的石墨烯用于上述产品或其他领域时，具有添加量低、性能优异等优点
50.本发明通过对干燥的氧化石墨烯滤饼进行破碎，得到更小尺寸的滤饼前驱体，使其前驱体在热还原过程中充分受热，以提高所制备石墨烯粉体比表面积，从而可在下游应用领域更好地分散在基体中，发挥石墨烯的高性能优势。
51.本发明采用通过改变go粉体的目数来调控产品的比表面积。此外，热还原工艺对于石墨烯产品性有较大影响。热还原的温度对于产品碳含量有较大影响，而微波处理过程则对样品片层的缺陷进行修复，从而影响到产品最终性能指标和应用方向。提高石墨烯比表面积以增强导电能力。
附图说明
52.图1是对比例1的未经粉碎的go制备得的石墨烯粉体的sem图；
53.图2是实施例1的150目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
54.图3是实施例2的200目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
55.图4是实施例3的250目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
56.图5是实施例4的300目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
57.图6是实施例5的350目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
58.图7是实施例6的400目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
59.图8是实施例7的450目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
60.图9是实施例8的500目go粉末制备得到的石墨烯粉体的sem图；
61.图10是不同氧化石墨烯目数制备的石墨烯比表面积关系的示意图；
62.图11是不同比表面积的石墨烯对应的面阻关系示意图。
具体实施方式
63.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
64.下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。
65.在本发明的一个实施例中，石墨烯制备方法包括：
66.步骤s1，不同粒径尺寸go滤饼粉末的制备，具体地：取40-45g固含为42％-50％的go饼料，于50-65℃下在鼓风烘箱中干燥10-18h，将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过150-500目筛网，获得不同粒径尺寸(目数)的go滤饼粉末；
67.步骤s2，还原石墨烯的制备，具体地：在通有惰性气体(如氮气、氩气等)的鼓风烘箱中放入15
±
0.1g步骤s1中干燥破碎的go滤饼粉末，保持气流为5-10cm3/min，还原温度为200-300℃，还原时间为15-20min，得到初步还原的石墨烯粉体。再称取6
±
0.1g上述的初步还原石墨烯粉体，放入到刚玉坩埚中，放置在煅烧炉内，煅烧炉设置温度从室温开始以20-30℃/min的速率升温至1000
±
100℃，之后在该条件下维持2h，自然降至室温；
68.步骤s3，还原石墨烯的微波处理，具体地：取1.0
±
0.1g步骤s2中获得的石墨烯粉末置于反应瓶中，送入手套箱中，在手套箱中将反应瓶内的空气置换成惰性气氛(如氮气、氩气等)，之后将反应瓶放于微波炉中，调节功率为300-750w，处理时间为5-15s。最终获得石墨烯成品。
69.在以下实施例中，测试方法包括：粉碎go滤饼的设备为超微破碎机，型号为goglf-30b；热还原使用设备为鼓风烘箱，型号为精宏-dhg-9246a；煅烧过程使用设备为箱式电阻炉，型号为gf12q；bet测试使用设备为quantachrome比表面积分析仪，型号为nova 4200e，置换气体的设备为手套箱，型号为advanced(2440/750)，微波处理的仪器为微波炉，型号为eg025lc7-nsh。
70.对比例1：
71.取40g固含量为44％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为65℃，干燥时间为12h，得到干燥的go滤饼。将干燥的go滤饼未经破碎直接放入烘箱中。设定烘箱温度为208℃，并且通入氮气，氮气气流量为6cm3/min，再将15g干燥的滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持17min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体5.95g，放置在石墨坩埚中，以20℃/min的速率升温至1000℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.1g还原石墨烯经过功率为300w的微波环境处理15s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图1所示。测试其比表面积为403.27m2/g。
72.实施例1：
73.取40g固含量为44％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为65℃，干燥时间为12h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过150目筛网，获得150目go滤饼粉末。设定烘箱温度为220℃，并且通入氩气，氩气气流量为6cm3/min，再将15g干燥的滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持17min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体5.95g，放置在石墨坩埚中，以20℃/min的速率升温至1000℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.1g还原石墨烯经过功率为300w的微波环境处理15s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图2所示。测试其比表面积为456.98m2/g。
74.实施例2：
75.取43.1g固含量为50％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为50℃，干燥时间为18h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过200目筛网，获得200目go滤饼粉末。设定烘箱温度为300℃，并且通入氩气，氩气气流量为6cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持20min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.10g，放置在石墨坩埚中，以30℃/min的速率升温至1100℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.02g还原石墨烯经过功率为500w的微波环境处理10s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图3所示。测试其比表面积为499.67m2/g。
76.实施例3：
77.取44.9g固含量为47％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为56℃，干燥时间为18h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过250目筛网，获得250目go滤饼粉末。设定烘箱温度为270℃，并且通入氮气，氮气气流量为10cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持16min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.03g，放置在石墨坩埚中，以25℃/min的速率升温至980℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取0.90g还原石墨烯经过功率为600w的微波环境处理8s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图4所示。测试其比表面积为532.2m2/g。
78.实施例4：
79.取43.6g固含量为42％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为58℃，干燥时间为16h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过300目筛网，获得300目go滤饼粉末。设定烘箱温度为200℃，并且通入氮气，氮气气流量为8cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持18min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.05g，放置在石墨坩埚中，以22℃/min的速率升温至900℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.02g还原石墨烯经过功率为750w的微波环境处理5s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图5所示。测试其比表面积为587.33m2/g。
80.实施例5：
81.取43.7g固含量为50％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为60℃，干燥时间为10h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之
后，通过350目筛网，获得350目go滤饼粉末。设定烘箱温度为253℃，并且通入氮气，氮气气流量为6cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持19min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.01g，放置在石墨坩埚中，以29℃/min的速率升温至1079℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.05g还原石墨烯经过功率为550w的微波环境处理13s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图6所示。测试其比表面积为613.2m2/g。
82.实施例6：
83.取42.6g固含量为46％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为55℃，干燥时间为15h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过400目筛网，获得400目go滤饼粉末。设定烘箱温度为232℃，并且通入氩气，氩气气流量为7cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持20min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.01g，放置在石墨坩埚中，以26℃/min的速率升温至990℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.03g还原石墨烯经过功率为650w的微波环境处理7s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图7所示。测试其比表面积为666.39m2/g。
84.实施例7：
85.取43.3g固含量为49％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为55℃，干燥时间为17h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过450目筛网，获得450目go滤饼粉末。设定烘箱温度为210℃，并且通入氮气，氮气气流量为5cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持15min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.06g，放置在石墨坩埚中，以27℃/min的速率升温至1012℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.07g还原石墨烯经过功率为350w的微波环境处理13s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图8所示。测试其比表面积为705.63m2/g。
86.实施例8：
87.取45.0g固含量为48％的go滤饼，放置在鼓风烘箱中进行干燥处理，干燥温度设置为55℃，干燥时间为18h，得到干燥的go滤饼。将得到的干燥的go滤饼经超微破碎机破碎之后，通过500目筛网，获得500目go滤饼粉末。设定烘箱温度为233℃，并且通入氮气，氮气气流量为10cm3/min，再将15g干燥的go滤饼放置在烘箱的坩埚中进行热还原，保持18min，最终得到还原后的石墨烯粉体。最后称取还原后的石墨烯粉体6.05g，放置在石墨坩埚中，以21℃/min的速率升温至1021℃的煅烧2h，再经过自然降温后，称取1.03g还原石墨烯经过功率为500w的微波环境处理11s，得到最终的石墨烯粉体产品，如图9所示。测试其比表面积为750.96m2/g。
88.上述实施例通过在热还原过程之前加入磨粉工艺从而控制受热均匀度的方法来管控石墨烯的比表面积，得到不同比表面积的石墨烯粉体样品，实现对石墨烯产品性能的可控制备。从图1-10可以看出，通过提高氧化石墨烯粉末的目数，可以有效提升制备的石墨烯粉体的比表面积，从图10中可以看出，100目数的为未加入墨粉的对比样，相比于破碎之后的go，比表面积较低，可以直观表现磨粉对于比表面积提升的效果。
89.对实施例1-8的石墨烯粉体产品的比表面积和面阻(单位ω)进行拟合如图11所
示，随着产品比表面积的增加，样品对应的面阻数值越低，说明导电性增加。此外，样品的误差棒较小，说明产品的稳定性高。石墨烯的剥离程度可以从sem和bet综合评判，一般来说，bet越高，石墨烯的剥离程度越好，附图中的sem图(图1-9)也同样能够证明这一趋势。
90.正极添加剂的导电性能越高，所需要的添加含量就越低，对于电池的能量密度影响越小。电阻是明确体现产品导电性能的指标，电阻越低，所对应的导电性能越高。由图10和11可以看出，随着bet的提高，样品对应的面阻数值降低，说明样品的导电性能增强。
91.本发明通过在热还原过程之前将go滤饼进行破碎工艺得到更小尺寸(更高目数)的滤饼粉末，从而使其在热还原过程中受热更为充分，增加爆开的程度提升石墨烯粉体的比表面积，实现石墨烯在后端的有效应用。我们所制备的高比表面积的石墨烯粉体，应用于锂离子导电浆料时，能够在浆料中实现良好的分散，所获得的导电浆料相比于未磨粉还原的石墨烯，制备得到的极片电阻率从16.7ω
·
cm下降到了8.7ω
·
cm，电阻下降导电性提升，从而发挥石墨烯导电添加剂的高导电性能。
92.为了提高石墨烯产品在下游应用过程的普及率以及可控性，本发明基于常规的热还原方法，通过对干燥后的go滤饼进行破碎处理，调控其在热还原过程的受热能力，从而提高制备的石墨烯粉体的比表面积。其中调控的工艺参数主要为破碎go的尺寸(目数)。具体而言，基于氧化还原法制备石墨烯的过程，首先是将go滤饼进行干燥处理得到干燥状态的滤饼，之后对干燥后的滤饼进行破碎过筛处理，得到不同目数的go滤饼粉末，再通过热还原的工艺过程得到石墨烯中间品，最后经过高温煅烧过程以及微波处理后得到具有不同比表面积的石墨烯成品。研究指出，go到石墨烯的热还原过程主要是发生歧化反应，go片层中的含氧官能团在热力作用下以小分子气体，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等的形式离开。这些小分子气体抵消层间范德华相互作用，增加石墨烯片层间距。于此同时，片层中含氧官能团的脱除会带走部分碳原子，导致层间出现部分的结构缺陷等。
93.石墨烯产品在高端产品应用过程中，往往需要较高的比表面积，比表面积的不同会导致其在基体中分散形式的差异，从而影响实际的使用性能。例如，在锂离子电池导电浆料中，石墨烯作为导电添加剂，能够显著提升电池正负极材料中电子的传导。因此需要石墨烯能够均匀分散在材料表面，要求其有较高的比表面积，保证石墨烯在nmp等溶剂中经过分散能够剥离充分，从而能够在活性物质中起到连接导电的作用，大大降低导电浆料的极片电阻率。
94.本发明通过在热还原过程之前针对干燥的go滤饼进行破碎工艺，使其颗粒尺寸更小，有效增加了go粉末在热还原过程中受热面积，使受热更均匀，产品稳定性更高。此外，还将所得的还原石墨烯进行微波处理。该过程操作简单，仅通过控制go滤饼还原时粉末的粒径即可，且过程不需额外的设备或者其他苛刻条件，根据后端对于高比表面积石墨烯粉体的需求，将氧化还原法制备的石墨烯粉体的比表面积从400-500m2/g提升至450-750m2/g，有效增加了石墨烯的剥离程度，实现下游应用过程的优化。
95.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。