(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111643769.1 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区双清路3 0号清 华大学 (72)发明人 周明　俞剑文　杨名扬　张毅博　 徐本燕　徐夕媚　李旭胤　陶浩楠　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 么立双 (51)Int.Cl. H01M 4/38(2006.01) H01M 4/139(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01)C01B 35/02(2006.01) C01B 32/194(2017.01) C01B 32/19(2017.01) B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方 法及制备容器 (57)摘要 本发明提供一种硼烯和石墨烯复合气凝胶 电极片的制备方法及制备容器， 包括： 制备硼烯 粉末； 利用硼烯粉末和氧化石墨烯溶液制备硼烯 和石墨烯复合的气凝胶电极片。 解决了硼烯失去 金属基底支撑后的结构不稳定性问题并充分利 用其性质， 将硼烯与石墨烯结合形成异质结， 制 备出硼烯/石墨烯异质结气凝胶电极片， 将其应 用在锂离子电池负极； 制备出的气凝胶电极片具 有优良的导电性， 在电池中不需要额外的集电 极， 并且合成的硼烯/石墨烯气凝胶电极片具有 较大的比容量， 比不添加硼烯的石墨烯骨架提高 39％。 同时， 该气凝胶电极片的高倍率充放电性 能较好。 权利要求书2页 说明书8页 附图8页 CN 114512656 A 2022.05.17 CN 114512656 A 1.一种硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 制备硼烯粉末； 利用硼烯粉末和氧化石墨烯溶 液制备硼烯和石墨烯复合的气凝胶电极片。 2.根据权利要求1所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所 述制备硼烯粉末包括： 配制硼粉与银纳米线的混合溶 液； 使混合溶 液中的颗粒物质发生相变， 生成分散液； 对分散液进行初级离心， 获取分散液的初级上清液； 对初级上清液进行二级离心， 去除初级上清液的上清液， 获取剩余固体物质； 对剩余固体物质进行冷却干燥， 得 出硼烯粉末。 3.根据权利要求2所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所 述使混合溶 液中的颗粒物质发生相变， 生成分散液， 包括： 利用超声 波对混合溶 液进行水浴分散； 利用共振球磨机使水浴分散后的混合溶 液中的颗粒物质发生相变， 生成分散液。 4.根据权利要求3所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所 述共振球磨机中设置有 多种尺寸的研磨介质。 5.根据权利要求1所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 利 用硼烯粉末和氧化石墨烯溶 液制备硼烯和石墨烯复合的气凝胶电极片包括： 配制硼烯、 氧化石墨烯、 还原剂、 结构增强剂的混合液； 将混合液注入到制备容器内， 将制备容器放置在高压反应釜中使混合液进行水热反 应， 生成水凝胶； 对水凝胶进行冷冻干燥； 对冷冻干燥后的水凝胶进行 退火处理， 生成硼烯和石墨烯的复合气凝胶。 6.根据权利要求5所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所 述混合液中的氧化石墨烯与硼烯的质量比大于或等于1。 7.根据权利要求5所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 利 用硼烯粉末和氧化石墨烯溶液制备硼烯和石墨烯复合的气 凝胶电极片还包括： 在将混合液 注入到制备容器内之前， 在冰浴条件下利用超声 波对混合液进行混合。 8.根据权利要求5所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 利 用硼烯粉末和氧化石墨烯溶液制备硼烯和石墨烯复合的气 凝胶电极片还包括： 在对水凝胶 进行冷冻干燥之前， 利用透析 溶剂对水凝胶进行透析。 9.根据权利要求5所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所 述还原剂为乙二胺， 所述结构增强剂为硼酸钠溶 液。 10.根据权利要求8所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备方法， 其特征在于， 所述透析 溶剂为蒸馏水与乙醇的混合物。 11.一种硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备容器， 其特征在于， 用于如权利要求5 ‑ 10任意一项所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备 方法， 包括： 至少一个容器， 用于盛装硼烯、 氧化石墨烯、 还原剂、 结构增强剂的混合液， 所述容器设 置有开口；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114512656 A 2固定架， 所述容器设置在所述固定架内， 且所述固定架设置有供气凝胶电极片移出的 出口。 12.根据权利要求11所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备容器， 其特征在于， 所述固定架包括： 第一支架， 套设在所述 容器外， 所述第一支 架与所述 容器的侧壁连接； 第二支架， 套设在所述容器外， 所述第二支架与所述容器的侧壁连接， 所述第 一支架与 所述第二支 架的顶端交叉 连接， 且所述第一支 架和所述第二支 架的中心线重合； 其中， 所述出口位于所述第一支架和所述第二支架之间， 且所述出口所对应的所述第 一支架与所述第二支 架的夹角大于或等于13 5度且小于180度。 13.根据权利要求11所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备容器， 其特征在于， 所述容器与所述固定架固定连接或可拆卸连接 。 14.根据权利要求12所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备容器， 其特征在于， 所述容器为圆柱形结构， 且所述容器的圆心与所述第一支架和所述第二支架的中心线重 合。 15.根据权利要求11所述的硼烯和石墨烯复合气凝胶电极片的制备容器， 其特征在于， 所述固定架和所述 容器的材质为金属。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114512656 A 3