r> 更具體地，所述第二步中，采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將單一金屬或2種以上10~50微米金屬粉末，以20:1~10:1球料比，直徑為3~6mm陶瓷球或不銹鋼球磨球，各占25%，抽真空，以500~800次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30~40°C，經(jīng)6 —12小時高能球磨后，將磨罐取下，于真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分出片狀納米金屬，或片狀納米合金粉末備用，所述的片狀金屬或納米合金粉末厚度< 10nm ；
更具體地，所述第三步中，采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將固體導(dǎo)電高分子一種或多種與可熔聚合物一種或多種，按比例1:10~1:1，以20:1~10:1球料比，陶瓷球或不銹鋼球的直徑3~6mm各占25%，抽真空，以500~800次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30~40°C，經(jīng)5~8小時高能球磨后，將磨罐取下，于真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分出納米導(dǎo)電高分子聚合物備用，平均粒度< 10nm ；
更具體地，所述第四步中，將納米石墨烯平直片、納米金屬平直片、合金平直片和納米導(dǎo)電高分子聚合物粉末，比例為3~6:2~5:3~10裝入一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機罐內(nèi)，抽真空，球料比為5:2~10:2，陶瓷球或不銹鋼球直徑為10~12mm各占50%，先以200-300次/分頻率充分混料1~2小時，水冷降溫30~40°C，然后以100~150次/分沖擊，同時給罐體升溫，升溫至150~450°C 10~30分鐘，然后降溫，漸漸降低水溫，待罐表溫度降至25— 30°C時即可停機，取下磨罐在真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分，即可得到5—15 μm直徑的一種層疊式結(jié)構(gòu)的石墨稀復(fù)合負(fù)極材料。
[0015]本發(fā)明得到的一種石墨烯納米金屬導(dǎo)電高分子聚合物層疊結(jié)構(gòu)復(fù)合鋰電池負(fù)極，一種層疊式負(fù)極材料的組裝是石墨烯片層與金屬或金屬合金片層在導(dǎo)電高分子聚合物的阻擋并粘接或鍵合，使各個片層完成這種排列又被固定下來成為一體，整個復(fù)合物內(nèi)部還具有很高的分層協(xié)同效應(yīng)。最佳的體現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的小尺寸效應(yīng)及層間界面效應(yīng)，可以說是完美的石墨烯片與完美的金屬片在完美的導(dǎo)電高分子聚合物的交聯(lián)下構(gòu)成了層疊式結(jié)構(gòu)的高性能鋰電池負(fù)極。其協(xié)同功效作用使其具有良好的功率特性，較高的能量密度和良好的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:上下兩種片狀物之間由于有導(dǎo)電高分子聚合物的鍵合支撐形成優(yōu)越的彈性夾縫通道，控制離子、電子在其層間呈平面多向漂移運動、迅速嵌入或脫出為主，片層間的超大比表面積會積累更多的比容積；以片的邊緣與接縫間隙豎向及多向流動嵌入或脫出為輔。是一種層間加邊緣再加隙間的多維的流動，易于鋰離子嵌入脫出。是以納米材料進(jìn)行微觀組裝成微米級(5—15 μπι)結(jié)構(gòu)的高性能鋰電池負(fù)極材料。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明采用的設(shè)備一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的蹭切、沖擊、高能球磨動作及運動軌跡示意圖O
[0018]圖2采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機制備的納米石墨烯平直片電鏡圖。
[0019]圖3為采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機制備的片狀納米銅的電鏡圖。
[0020]圖4為采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機制備的片狀304納米不銹鋼合金材料的電鏡圖。
[0021]圖5為采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機制備導(dǎo)電高分子與聚四氟乙烯共磨合成高聚物的納米粉末電鏡圖。
[0022]圖6為一種層疊式結(jié)構(gòu)的石墨烯平直片與片狀金屬、導(dǎo)電高分子聚合物組裝的鋰電池負(fù)極材料結(jié)構(gòu)示意圖，圖中石墨烯平直片I與納米片狀金屬2在導(dǎo)電高分子聚合物3的交聯(lián)支撐，組成了層疊結(jié)構(gòu)。
[0023]圖7為實例I樣品首次充放電曲線；從圖中可以看出，首次充電比容量超過2100mah/g，放電比容量超過1100mah/g。
[0024]圖8為實例2樣品首次充放電曲線；從圖中可以看出，首次充電比容量超過2250mah/g，放電比容量超過1400mah/g。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0026]實施例1:
納米石墨烯片與片狀納米銅與導(dǎo)電高分子聚合物負(fù)極的制備:
第一步，制備非氧化石墨烯平直片:采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將膨脹石墨1.1kg以20:1的球料比，不銹鋼球直徑3~6mm各占25%，抽真空，以600次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30°C，經(jīng)10小時高能球磨，將磨罐取下，在真空手套箱或惰性氣體手套箱再取出球料分篩出石墨烯平直片備用。所述的石墨稀平直片的厚度在l~100nm之內(nèi)分布。
[0027]第二步，制備片狀納米銅粉末:采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將微米級銅粉0.6kg (10-50微米)，以20:1球料比，不銹鋼球的直徑3~6mm各占25%，抽真空，以800次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30°C，經(jīng)12小時高能球磨后，將磨罐取下，于真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分出片狀納米銅粉備用。所得的片狀納米銅粉厚度在10nm以下。
[0028]第三步，制備導(dǎo)電高分子聚苯胺與聚四氟乙烯摻雜納米粉末:采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將聚苯胺0.1kg，聚四氟乙稀0.5kg，以10:1球料比，不銹鋼球的直徑3~6mm各占25%，抽真空，以500次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30°C，經(jīng)8小時高能球磨后，將磨罐取下，于真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分出納米導(dǎo)電高分子聚合物備用，平均粒度10nm以下。
[0029]第四步，制備一種層疊式結(jié)構(gòu)石墨稀復(fù)合負(fù)極材料:選用納米石墨稀平直片1kg、片狀納米銅0.5kg、納米導(dǎo)電高分子聚合物粉末0.5kg，裝入一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機罐內(nèi)，球料比為10:1，201不銹鋼球直徑為10~12mm各占50%，抽真空，先以200-300次/分頻率充分混料2小時，水冷控溫40°C，然后以150次/分沖擊，同時給罐體升溫(關(guān)閉水循環(huán)開啟電熱絲)升溫至330°C保溫30分鐘，然后降溫(關(guān)閉電熱絲，開啟水循環(huán))漸漸降低水溫，待罐表溫度降至30°C時即可停機，取下磨罐在真空手套箱或惰性氣體手套箱內(nèi)篩分，即可得到平均5微米直徑的中國式“千層糖夾餅”結(jié)構(gòu)的石墨烯復(fù)合負(fù)極材料。
[0030]如圖7，使用一種層疊式結(jié)構(gòu)的石墨烯復(fù)合負(fù)極的實例I樣品充放電測試曲線圖。從圖中可以看出，首次充電比容量超過2100mah/g，放電比容量超過1100mah/g。
[0031]實施例2:
石墨烯平直片與片狀鋁同金屬硅納米合金用導(dǎo)電高分子聚合物納米粉復(fù)合負(fù)極。
[0032]第一步，制備非氧化石墨烯平直片:采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將膨脹石墨1.1kg以20:1的球料比，不銹鋼球直徑3~6mm各占25%，抽真空，以600次/分頻率，沖擊式蹭切，球錘式、封閉式球磨，同時采用夾套水冷降溫，罐表溫度控制在30°C，經(jīng)10小時高能球磨，將磨罐取下，在真空手套箱或惰性氣體手套箱再取出球料分篩出石墨烯平直片備用。所述的石墨烯平直片的厚度在l~100nm之內(nèi)分布。
[0033]第二步，制備片狀納米金屬硅鋁合金片，采用一軸多筒多維球錘式微納米高能球磨機將微米級招粉0.6kg，金屬娃0.5kg( 10-50 μπι),以20:1球料比，不銹鋼球的