[發明專利]負極集流體的制備方法

在審

• 申請號: 201210166711.7
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN103426635A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 周明杰;吳鳳;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01G9/004
• 分類號: H01G9/004;H01G9/008
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平;生啟

技術領域

本發明涉及一種負極集流體的制備方法。

背景技術

超級電容器是一種新型能量存儲裝置，具有高功率密度（為普通電池的10倍以上）、高循環壽命（循環次數可達10萬次以上）、快速充放電性能好等優點，被廣泛應用于軍事領域、移動通訊裝置、計算機、以及電動汽車的混合電源等。通常超級電容器的主要由電極活性物質層、電解質、隔膜、集流體、外殼等組裝而成。現有的超級電容器的能量密度一般比較低，影響能量密度的因素主要有電極材料的電容，體系的電壓，電極材料占電極活性物質層、集流體、外殼材料組成的總重量的比重等等，因此，增加電極材料的儲能性能和降低器件各個組成材料的重量可以有效提高器件的性能。其中，降低集流體的質量是一個有效的提高能量密度的方法。

目前，通常采用在銅箔表面涂敷石墨烯層制成負極集流體的方法來降低集流體的質量。然而，采用該方法制備的負極集流體，由于在石墨烯層中添加了不導電的粘結劑，從而使得負極集流體的電導率較低。

發明內容

基于此，有必要提供一種電導率較高的負極集流體的制備方法。

一種負極集流體的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨加入溶劑中，配制成氧化石墨懸浮液；

將所述氧化石墨懸浮液超聲攪拌，得到均勻分散的氧化石墨烯懸浮液；

調節所述氧化石墨烯懸浮液的PH值為10~11；

將所述氧化石墨烯懸浮液與水合肼溶液混合后在80℃~100℃下反應，得到石墨烯懸浮液；

向所述石墨烯懸浮液中加入金屬鹽溶液，并超聲分散得到電解液；及

將兩個銅箔作為電極放置在所述電解液中，在40V~80V的電壓下，電泳5min~20min，從而在作為陰極的銅箔表面沉積石墨烯，得到負極集流體。

在其中一個實施例中，配制氧化石墨懸浮液時，配制氧化石墨懸浮液時，所述溶劑為去離子水、乙醇、異丙醇或丙醇，所述氧化石墨的濃度為0.25mg/ml～1mg/ml。

在其中一個實施例中，使用濃度為0.1mol/L的堿性溶液調節氧化石墨烯懸浮液的PH值，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水。

在其中一個實施例中，制備石墨烯懸浮液時，所述水合肼溶液中的水合肼與所述氧化石墨烯的質量比為1:10~7:10。

在其中一個實施例中，制備石墨烯懸浮液時，所述氧化石墨烯懸浮液與水合肼溶液反應的時間為12h~24h。

在其中一個實施例中，所述金屬鹽溶液中的金屬鹽為Mg(NO₃)₂·6H₂O、Mg(SO₄)₂·7H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O或Zn(NO₃)₂·6H₂O。

在其中一個實施例中，所述石墨烯懸浮液中的石墨烯與所述金屬鹽溶液中的金屬鹽的質量比為1:1~1:2。

在其中一個實施例中，在銅箔表面形成石墨烯薄膜后，在80℃~100℃下真空干燥。

在其中一個實施例中，在配制氧化石墨懸浮液的步驟之前還包括：制備氧化石墨，制備氧化石墨包括以下步驟：

將石墨粉加入濃硫酸中，然后加入高錳酸鉀形成混合物；

將混合物的溫度保持在0℃~10℃之間攪拌2h~4h；

將混合物在室溫水浴攪拌12h~24h；

在冰浴條件下向混合物中緩慢加入去離子水，對石墨進行氧化；及

向混合物中加入雙氧水除去高錳酸鉀，抽濾，用稀鹽酸對固體物進行反復洗滌，干燥，得到氧化石墨。

在其中一個實施例中，所述石墨粉與所述高錳酸鉀的質量比為1:1.5~1:5，所述石墨粉與所述濃硫酸的固液比為1g~5g：20ml~50ml，所述雙氧水與所述高錳酸鉀的質量比為0.5:1。

上述負極集流體的制備方法制備的負極集流體由石墨烯薄膜和銅箔組成，其中用石墨烯代替一部分銅作為集流體，石墨烯的密度較小，則負極集流體的質量降低，可大大提高使用負極集流體的超級電容器的能量密度；通過電沉積的方法制備的石墨烯薄膜較為均勻，成膜速度快，產率高，而且通過電沉積法，本身不需要添加不導電的粘結劑，因此負極集流體的電導率較高。

附圖說明

圖1為一實施方式的負極集流體的制備方法的流程圖；

圖2為實施例1制備的負極集流體的透射電鏡圖。

具體實施方式