石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法，該石墨烯復(fù)合電極包括石墨烯、碳納米管及離子液體，其中，碳納米管分散在石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)之間，離子液體分散在石墨烯及碳納米管的空隙中，石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:1~2。該石墨烯復(fù)合電極材料通過(guò)在具有較高的比表面積和電導(dǎo)率的石墨烯電極材料中增添離子液體和碳納米管從而形成復(fù)合電極材料，該復(fù)合電極材料具有高的比容量、優(yōu)良的電導(dǎo)率以及與離子液體電解液的浸潤(rùn)性好的優(yōu)點(diǎn)。且該復(fù)合電極材料制備工藝簡(jiǎn)單，制備得到的復(fù)合電極材料能用于制備電化學(xué)電容器。此外，本發(fā)明還涉及一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法以及含有該石墨烯復(fù)合電極材料的電極片和電化學(xué)電容器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)電容器領(lǐng)域，特別是涉及一種石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件，由于其充放電速率快、功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是繼鋰離子電池后又一極具應(yīng)用潛力和開(kāi)發(fā)價(jià)值的儲(chǔ)能器件。然而能量密度較低是制約電化學(xué)電容器發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素，探索如何提電化學(xué)電容器的能量密度是目前該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。
[0003]根據(jù)能量密度的計(jì)算公式￡=1/2(^,提高能量密度主要從兩方面入手，一方面提高電化學(xué)電容器的電壓窗口 ；另外一方面是提高電極材料的比容量，這兩方面的提高都會(huì)帶來(lái)能量密度的提高。
[0004]電化學(xué)電容器的電壓窗口主要與電解液的耐壓范圍有關(guān)。離子液體是一種耐壓范圍較寬的電解液，其化學(xué)窗口可達(dá)到4-67，能提高電化學(xué)電容器的電壓窗口，顯著增加電化學(xué)電容器的能量密度；而石墨烯作為一種二維單分子層材料，具有較高的比表面積和較高的電導(dǎo)率，是一種理想的電化學(xué)電容器電極材料。但離子液體由于粘度大，對(duì)電極材料的浸潤(rùn)性較差，這使得電極材料的比容量較難提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種與離子液體電解液有較高的浸潤(rùn)性的石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法。
[0006]一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，包括如下步驟:
[0007]按照石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:廣2的比例稱(chēng)取所述石墨烯、所述碳納米管及離子液體；
[0008]將所述石墨烯溶于溶劑中，制備石墨烯濃度為『川呢/此的石墨烯溶液；
[0009]向所述石墨烯溶液中加入上述稱(chēng)取的所述碳納米管及離子液體，超聲分散，再將得到的混合溶液置于真空環(huán)境中攪拌，除去溶劑后得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽或1- 丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溶`劑為異丙醇或甲基吡咯烷酮。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨烯是通過(guò)如下步驟制備得到:
[0013]將石墨加入至濃硫酸與濃硝酸的混合溶液中，于01環(huán)境下攪拌混合均勻，然后向混合溶液中加入高錳酸鉀，混合均勻后于851環(huán)境下反應(yīng)，再保持溫度向反應(yīng)體系中加入去離子水稀釋?zhuān)詈蠹尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液，攪拌反應(yīng)除去未反應(yīng)的高錳酸鉀，對(duì)得到的混合物進(jìn)行抽濾處理，抽濾得到的固體物依次使用稀鹽酸和去離子水洗滌，干燥后得到氧化石墨；[0014]將所述氧化石墨加入至去離子水中，超聲分散，再對(duì)得到的分散體系進(jìn)行抽濾處理，抽濾后得到的固體物干燥后得到氧化石墨烯；
[0015]在保護(hù)氣體氛圍中，以15-301 /分鐘的升溫速率將所述氧化石墨烯從室溫緩慢加熱至500-7001進(jìn)行脫氧反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻得到的化合物即為所述石墨烯。
[0016]一個(gè)實(shí)施例中，石墨烯電極材料，由上述制備方法制備得到。
[0017]該石墨稀復(fù)合電極材料通過(guò)在具有較聞的比表面積和電導(dǎo)率的石墨稀電極材料中增添離子液體和碳納米管從而形成復(fù)合電極材料，該復(fù)合電極材料中增添的離子液體，能增加復(fù)合電極材料與離子液體電解液的浸潤(rùn)性，從而提高復(fù)合電極材料的比容量；復(fù)合電極材料中增添的碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，且長(zhǎng)徑比較大，可以作為導(dǎo)電劑來(lái)形成一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高電極材料的電導(dǎo)率。因此，上述復(fù)合電極材料，具有高的比容量、優(yōu)良的電導(dǎo)率以及與離子液體電解液有較高的浸潤(rùn)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]且該石墨烯復(fù)合電極材料的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，可以廣泛推廣應(yīng)用。
[0019]此外，還有必要提供一種含有上述石墨烯復(fù)合電極材料的電極片及其制備方法以及使用該電極片的電化學(xué)電容器。
[0020]一種電極片，包括集流體以及涂覆在所述集流體上的電極漿料，所述電極漿料包括粘接劑以及石墨烯復(fù)合電極材料，所述石墨烯復(fù)合電極材料是由上述方法制備得到。
[0021〕 在其中實(shí)施例中，粘接劑為聚偏氣乙稀，集流體為招猜。
[0022]一種電極片的制備方法，包括如下步驟:
[0023]按照石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:廣2的比例稱(chēng)取所述石墨烯、所述碳納米管及離子液體；`
[0024]將所述石墨烯溶于溶劑中，制備石墨烯濃度為『川呢/此的石墨烯溶液；
[0025]向所述石墨烯溶液中加入上述稱(chēng)取的所述碳納米管及離子液體，超聲分散，再將得到的混合溶液置于真空環(huán)境中攪拌，得到含有石墨烯復(fù)合電極材料的溶液；
[0026]按照質(zhì)量比為95:5的比例，將所述含有石墨烯復(fù)合電極材料的溶液與粘接劑混合均勻，得到電極漿料；
[0027]將所述電極漿料涂覆在集流體上，依次經(jīng)801干燥2小時(shí)、2501干燥2小時(shí)處理，切片后得到所述電極片。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述粘接劑為聚偏氟乙烯，所述集流體為鋁箔。
[0029]該電極片因使用上述石墨烯復(fù)合電極材料，具有高的比容量、優(yōu)良的電導(dǎo)率以及與離子液體電解液有較高的浸潤(rùn)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0030]—種電化學(xué)電容器，包括殼體及置于所述殼體內(nèi)的電芯及電解液，所述電芯包括相對(duì)設(shè)置的正極片與負(fù)極片以及設(shè)置在所述正極片與所述負(fù)極片之間的隔膜，所述正極片與所述負(fù)極片為上述電極片。
[0031〕 該電化學(xué)電容器通過(guò)在電極片中添加性能優(yōu)良的上述石墨烯復(fù)合電極材料，從而使得上述電化學(xué)電容器具有充放電速率快、功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、以及具有較高的儲(chǔ)能容量和倍率特性等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為一實(shí)施方式的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法的流程圖；[0033]圖2為一實(shí)施方式的電極片的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)石墨烯復(fù)合電極材料及其制備方法及相關(guān)應(yīng)用作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035]一實(shí)施方式的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0036]步驟110，按照石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:廣2的比例稱(chēng)取石墨烯、碳納米管及離子液體。
[0037]其中，石墨烯可以通過(guò)如下步驟制備得到:[0038]將石墨加入至濃硫酸與濃硝酸的混合溶液中，于01環(huán)境下攪拌混合均勻，然后向混合溶液中加入高錳酸鉀，混合均勻后于851環(huán)境下反應(yīng)，再保持溫度向反應(yīng)體系中加入去離子水稀釋?zhuān)詈蠹尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液，攪拌反應(yīng)除去未反應(yīng)的高錳酸鉀，對(duì)得到的混合物進(jìn)行抽濾處理，抽濾得到的固體物依次使用稀鹽酸和去離子水洗滌，干燥后得到氧化石墨；
[0039]將氧化石墨加入至去離子水中，超聲分散，再對(duì)得到的分散體系進(jìn)行抽濾處理，抽濾后得到的固體物干燥后得到氧化石墨烯；
[0040]在保護(hù)氣體氛圍中，以15-301 /分鐘的升溫速率將氧化石墨烯從室溫緩慢加熱至500-7001進(jìn)行脫氧反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻得到的化合物即為石墨烯。
[0041]其中，保護(hù)氣體氛圍可以為氮?dú)饣蚨栊詺怏w等無(wú)氧氛圍。
[0042]離子液體可以為1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([剛頂][1?剛)或1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([冊(cè)頂]
[0043]。
[0044]步驟3120，將石墨烯溶于溶劑中，制備石墨烯濃度為『川呢/此的石墨烯溶液。
[0045]在本實(shí)施方式中，上述溶劑可以為異丙醇或甲基吡咯烷酮等。
[0046]步驟3130，向石墨烯溶液中加入上述稱(chēng)取的碳納米管及離子液體，超聲分散，再將得到的混合溶液置于真空環(huán)境中攪拌，除去溶劑后得到石墨烯復(fù)合電極材料。
[0047]該石墨烯復(fù)合電極材料的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，可以廣泛推廣應(yīng)用。
[0048]由上述方法制備得到的石墨烯復(fù)合電極材料，碳納米管分散在石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)之間，離子液體被吸附在石墨烯及碳納米管的空隙中。通過(guò)在具有較高的比表面積和電導(dǎo)率的石墨烯電極材料中增添離子液體和碳納米管從而形成復(fù)合電極材料，由于該復(fù)合電極材料中增添的離子液體，能增加復(fù)合電極材料與離子液體電解液的浸潤(rùn)性，從而提高復(fù)合電極材料的比容量；復(fù)合電極材料中增添的碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，且長(zhǎng)徑比較大，可以作為導(dǎo)電劑來(lái)形成一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高電極材料的電導(dǎo)率。因此，上述復(fù)合電極材料，具有高的比容量、優(yōu)良的電導(dǎo)率以及與離子液體電解液有較高的浸潤(rùn)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0049]此外，本實(shí)施方式還提供了一種含有上述石墨烯復(fù)合電極材料的電極片及其制備方法以及使用該電極片的電化學(xué)電容器。
[0050]一種電極片，包括集流體以及涂覆在集流體上的電極漿料，電極漿料包括粘接劑以及石墨烯復(fù)合電極材料，石墨烯復(fù)合電極材料包括石墨烯、碳納米管及離子液體，其中，碳納米管分散在石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)之間，離子液體被吸附在石墨烯及碳納米管的空隙中，材料，具有高的比容量、優(yōu)良的電導(dǎo)率以及
！體內(nèi)的電芯及電解液，電芯包括相對(duì)設(shè)置之間的隔膜，正極片與負(fù)極片為上述電極
生能優(yōu)良的上述石墨烯復(fù)合電極材料，從而密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、以及具有較高的儲(chǔ)能
5%的石墨加入由901108被％濃硫酸和混合物置于冰水混合浴中攪拌20分鐘后，加熱至851并保持30分鐘后；往混合物中I1后；往混合物中加入10此30被％過(guò)氧化氫得到的固體物依次分別用100此稀鹽酸和濃度為21118/111匕石墨烯的終濃度為101118/1111 ；
[0067]對(duì)混合溶液進(jìn)行超聲處理，其中，超聲的功率為5001，時(shí)間為6小時(shí)；然后將超聲后的混合溶液置于真空環(huán)境下攪拌6小時(shí)，即得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
[0068]實(shí)施例2
[0069]氧化石墨的制備:將純度為99.5%的石墨加入由457此98被％濃硫酸和120此65被％濃硝酸組成的混合溶液中；將混合物置于冰水混合浴中攪拌20分鐘后；慢慢地往混合物中加入208高錳酸鉀，并攪拌1小時(shí)；然后將混合物加熱至851并保持30分鐘后；往混合物中加入92此去離子水，于851下繼續(xù)保持30分鐘后；往混合物中加入30此30被％過(guò)氧化氫溶液，并攪拌10分鐘；對(duì)混合物進(jìn)行抽濾；再依次分別用30001稀鹽酸和450此去離子水對(duì)固體物進(jìn)行洗滌，共洗滌三次；最后將固體物質(zhì)置于601真空烘箱中干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨。
[0070]氧化石墨烯的制備:配制濃度為0.氧化石墨去離子水溶液；超聲處理氧化石墨去離子水溶液，其中，超聲功率為8001，時(shí)間為2小時(shí)；然后對(duì)氧化石墨去離子水溶液進(jìn)行抽濾，得到固體物質(zhì)；將得到的固體物質(zhì)置于真空烘箱中于601下干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨烯。
[0071]石墨烯的制備:將制備得到的氧化石墨置于流速40011117111111的氬氣氛圍下，使氧化石墨周?chē)臏囟纫?51 /111111的升溫速率從室溫升至7001，并保持1小時(shí)，再在流速4004/111111的氬氣氛圍下溫度降至室溫，即得到石墨烯。
[0072]石墨烯復(fù)合電極材料的制備:在甲基吡咯烷酮中加入碳納米管、[￡111] [1?剛以及上述制備得到的石墨烯，得到混合溶液，其中，碳納米管的終濃度為5呢?匕[￡111][1^]的終濃度為21118/111匕石墨烯的終濃度為81^?1 ；
[0073]對(duì)混合溶液進(jìn)行超聲處理，其中，超聲的功率為5001，時(shí)間為10小時(shí)；然后將超聲后的混合溶液置于真空環(huán)境下攪拌10小時(shí)，即`得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
[0074]實(shí)施例3
[0075]氧化石墨的制備:將況純度為99.5%的石墨加入由170此98被％濃硫酸和48此65被％濃硝酸組成的混合溶液中；將混合物置于冰水混合浴中攪拌20分鐘后；慢慢地往混合物中加入徹高錳酸鉀，并攪拌1小時(shí)；然后將混合物加熱至851并保持30分鐘后；往混合物中加入92此去離子水，于851下繼續(xù)保持30分鐘后；往混合物中加入16此30被％過(guò)氧化氫溶液，并攪拌10分鐘；對(duì)混合物進(jìn)行抽濾；再依次分別用250此稀鹽酸和3001111去離子水對(duì)固體物進(jìn)行洗滌，共洗滌三次；最后將固體物質(zhì)置于601真空烘箱中干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨。
[0076]氧化石墨烯的制備:配制濃度為0.氧化石墨去離子水溶液；超聲處理氧化石墨去離子水溶液，其中，超聲功率為5001，時(shí)間為2小時(shí)；然后對(duì)氧化石墨去離子水溶液進(jìn)行抽濾，得到固體物質(zhì)；將得到的固體物質(zhì)置于真空烘箱中于601下干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨烯。
[0077]石墨烯的制備:將制備得到的氧化石墨置于流速40011117111111的氬氣氛圍下，使氧化石墨周?chē)臏囟纫?51 /111111的升溫速率從室溫升至6001，并保持1小時(shí)，再在流速4004/111111的氬氣氛圍下溫度降至室溫，即得到石墨烯。
[0078]石墨烯復(fù)合電極材料的制備:在甲基吡咯烷酮中加入碳納米管、[冊(cè)頂][1^81]以及上述制備得到的石墨烯，得到混合溶液，其中，碳納米管的終濃度為101118/111匕[8111][丁?31]的終濃度為4呢?匕石墨烯的終濃度為川呢/此；
[0079]對(duì)混合溶液進(jìn)行超聲處理，其中，超聲的功率為5001，時(shí)間為8小時(shí)；然后將超聲后的混合溶液置于真空環(huán)境下攪拌8小時(shí)，即得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
[0080]實(shí)施例4
[0081〕 氧化石墨的制備:將18純度為99.5%的石墨加入由901108被％濃硫酸和25此65被％濃硝酸組成的混合溶液中；將混合物置于冰水混合浴中攪拌20分鐘后；慢慢地往混合物中加入知高錳酸鉀，并攪拌1小時(shí)；然后將混合物加熱至851并保持30分鐘后；往混合物中加入92此去離子水，于851下繼續(xù)保持30分鐘后；往混合物中加入9此30被％過(guò)氧化氫溶液，并攪拌10分鐘；對(duì)混合物進(jìn)行抽濾；再依次分別用10001稀鹽酸和150此去離子水對(duì)固體物進(jìn)行洗滌，共洗滌三次；最后將固體物質(zhì)置于601真空烘箱中干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨。
[0082]氧化石墨烯的制備:配制濃度為0.氧化石墨去離子水溶液；超聲處理氧化石墨去離子水溶液，其中，超聲功率為5001，時(shí)間為1小時(shí)；然后對(duì)氧化石墨去離子水溶液進(jìn)行抽濾，得到固體物質(zhì)；將得到的固體物質(zhì)置于真空烘箱中于601下干燥12小時(shí)，即得到氧化石墨烯。
[0083]石墨烯的制備:將制備得到的氧化石墨置于流速40011117111111的氬氣氛圍下，使氧化石墨周?chē)臏囟纫?01 /111111的升溫速率從室溫升至5001，并保持2小時(shí)，再在流速4004/111111的氬氣氛圍下溫度降至室溫，即得到石墨烯。
[0084]石墨烯復(fù)合電極材料的制備:在異丙醇中加入碳納米管、[冊(cè)頂][1^81]以及上述制備得到的石墨烯，得到混合溶液，其中，碳納米管的終濃度為5呢?匕[8111] [1^81]的終濃度為1呢加匕石墨烯的終濃度為101118/1111 ；
[0085]對(duì)混合溶液進(jìn)行超聲處理，其中，超聲的功率為5001，時(shí)間為8小時(shí)；然后將超聲后的混合溶液置于真空環(huán)境下攪拌8小時(shí)，即得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
[0086]實(shí)施例5
[0087]按照質(zhì)量比為95:5的比例，將實(shí)施例1制備得到的石墨烯復(fù)合電極材料與聚偏氟乙烯粘結(jié)劑混合均勻，得到電極漿料；將電極漿料涂覆在鋁箔上；然后將涂覆有漿料的鋁箔先于801干燥2小時(shí)后，再于2501干燥2小時(shí)后，得到漿料膜；將漿料膜切片，即制得電化學(xué)電容器電極片。
[0088]依次將電極片、隔膜、電極片疊片組裝得到電芯；在電芯外包覆電池殼體，將電芯密封，然后通過(guò)設(shè)置在電池殼體上的注液口往電池殼體里注入離子液體(61頂][1?扣，密封注液口后，即得到電化學(xué)電容器。
[0089]實(shí)施例6
[0090]按照質(zhì)量比為95:5的比例，將實(shí)施例2制備得到的石墨烯復(fù)合電極材料與聚偏氟乙烯粘結(jié)劑混合均勻 ，得到電極漿料；將電極漿料涂覆在鋁箔上；然后將涂覆有漿料的鋁箔先于801干燥2小時(shí)后，再于2501干燥2小時(shí)后，得到漿料膜；將漿料膜切片，即制得電化學(xué)電容器電極片。
[0091]依次將電極片、隔膜、電極片疊片組裝得到電芯；在電芯外包覆電池殼體，將電芯密封，然后通過(guò)設(shè)置在電池殼體上的注液口往電池殼體里注入離子液體(61頂][1?扣，密封注液口后，即得到電化學(xué)電容器。
[0092]實(shí)施例7
[0093]按照質(zhì)量比為95:5的比例，將實(shí)施例3制備得到的石墨烯復(fù)合電極材料與聚偏氟乙烯粘結(jié)劑混合均勻，得到漿料；將漿料涂覆在鋁箔上；然后將涂覆有漿料的鋁箔先于801干燥2小時(shí)后，再于2501干燥2小時(shí)后，得到漿料膜；將漿料膜切片，即制得電化學(xué)電容器電極片。
[0094]依次將電極片、隔膜、電極片疊片組裝得到電芯；在電芯外包覆電池殼體，將電芯密封，然后通過(guò)設(shè)置在電池殼體上的注液口往電池殼體里注入離子液體[冊(cè)頂]，密封注液口后，即得到電化學(xué)電容器。
[0095]實(shí)施例8
[0096]按照質(zhì)量比為95:5的比例，將實(shí)施例4制備得到的石墨烯復(fù)合電極材料與聚偏氟乙烯粘結(jié)劑混合均勻，得到漿料；將漿料涂覆在鋁箔上；然后將涂覆有漿料的鋁箔先于801干燥2小時(shí)后，再于2501干燥2小時(shí)后，得到漿料膜；將漿料膜切片，即制得電化學(xué)電容器電極片。
[0097]依次將電極片、隔膜、電極片疊片組裝得到電芯；在電芯外包覆電池殼體，將電芯密封，然后通過(guò)設(shè)置在電池殼體上的注液口往電池殼體里注入離子液體[冊(cè)頂]，密封注液口后，即得到電化學(xué)電容器。
[0098]性能測(cè)試:
[0099](1)分別測(cè)試實(shí)施例1~4制備得到的復(fù)合電極材料的電導(dǎo)率，測(cè)試結(jié)果如表1。
[0100]表1為實(shí)施例1~4所制備的復(fù)合電極材料的電導(dǎo)率
[0101]
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 按照石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:廣2的比例稱(chēng)取所述石墨烯、所述碳納米管及離子液體； 將所述石墨烯溶于溶劑中，制備石墨烯濃度為『川呢/此的石墨烯溶液； 向所述石墨烯溶液中加入上述稱(chēng)取的所述碳納米管及離子液體，超聲分散，再將得到的混合溶液置于真空環(huán)境中攪拌，除去溶劑后得到所述石墨烯復(fù)合電極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽或1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為異丙醇或甲基吡咯烷酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述石墨烯采用如下步驟制得: 將石墨加入至濃硫酸與濃硝酸的混合溶液中，于01環(huán)境下攪拌混合均勻，然后向混合溶液中加入高錳酸鉀，混合均勻后于851環(huán)境下反應(yīng)，再保持溫度向反應(yīng)體系中加入去離子水稀釋?zhuān)詈蠹尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液，攪拌反應(yīng)除去未反應(yīng)的高錳酸鉀，對(duì)得到的混合物進(jìn)行抽濾處理，抽濾得到的固體物依次使用稀鹽酸和去離子水洗滌，干燥后得到氧化石墨； 將所述氧化石墨加入至去離子水中，超聲分散，再對(duì)得到的分散體系進(jìn)行抽濾處理，抽濾后得到的固體物干燥后得到氧化石墨烯； 在保護(hù)氣體氛圍中，以15-301 /分鐘的升溫速率將所述氧化石墨烯從室溫緩慢加熱至500-7001進(jìn)行脫氧反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻得到的化合物即為所述石墨烯。
5.一種石墨烯復(fù)合電極材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1至4任一所述方法制得。
6.一種電極片，包括集流體以及涂覆在所述集流體上的電極漿料，其特征在于，所述電極漿料包括粘接劑以及石墨烯復(fù)合電極材料，所述石墨烯復(fù)合電極材料采用權(quán)利要求5所述的石墨烯復(fù)合電極材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極片，其特征在于，所述粘接劑為聚偏氟乙烯，所述集流體為招箔。
8.一種電極片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 按照石墨烯、碳納米管及離子液體的質(zhì)量比為5~10:5:廣2的比例稱(chēng)取所述石墨烯、所述碳納米管及離子液體； 將所述石墨烯溶于溶劑中，制備石墨烯濃度為『川呢/此的石墨烯溶液； 向所述石墨烯溶液中加入上述稱(chēng)取的所述碳納米管及離子液體，超聲分散，再將得到的混合溶液置于真空環(huán)境中攪拌，得到含有石墨烯復(fù)合電極材料的溶液； 按照質(zhì)量比為95:5的比例，將所述含有石墨烯復(fù)合電極材料的溶液與粘接劑混合均勻，得到電極漿料； 將所述電極漿料涂覆 在集流體上，依次經(jīng)801干燥2小時(shí)、2501干燥2小時(shí)處理，切片后得到所述電極片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極片的制備方法，其特征在于，所述粘接劑為聚偏氟乙烯，所述集流體為鋁箔。
10.一種電化學(xué)電容器，包括殼體及置于所述殼體內(nèi)的電芯及電解液，所述電芯包括相對(duì)設(shè)置的正極片與負(fù)極片以及設(shè)置在所述正極片與所述負(fù)極片之間的隔膜，其特征在于，所述正極片與所述負(fù)極片為如權(quán)利要求6-7任一項(xiàng)所述的電極片。
【文檔編號(hào)】H01G11/32GK103839698SQ201210491319
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】周明杰, 王要兵, 鐘輝, 袁新生 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司