[發明專利]一種石墨烯電極片及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201210214543.4
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN103515103A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 周明杰;鐘玲瓏;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: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01M4/583
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將比表面積為100～1000m²/g的石墨烯加入至強酸中于60～80℃回流12～24h，制得帶有含氧官能團的石墨烯，水洗，過濾，取濾渣干燥后制得羧基化石墨烯；

(2)取羧基化石墨烯加入至極性溶劑中進行超聲分散1～24h，制得濃度為0.1～5mg/ml的羧基化石墨烯分散液；

(3)取金屬鹽Mg(NO₃)₂·6H₂O、Mg(SO₄)₂·7H₂O或Fe(NO₃)₃·9H₂O加入至羧基化石墨烯分散液中制成電解液，電解液中羧基化石墨烯表面帶負電的含氧官能團與金屬鹽的陽離子反應后帶上正電，將兩塊集流體插入電解液中，分別連接恒壓電源的正負極，接通電源，帶正電的羧基化石墨烯通過電沉積作用沉積在負極連接的集流體上形成石墨烯薄膜，電沉積的反應時間為0.5～2h，工作電壓為20～30V；

(4)關閉電源，從電解液中取出沉積有石墨烯薄膜的集流體放入馬弗爐中，在還原性的氣氛中500～1000℃還原0.5～5h，制得石墨烯電極片。

2.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中石墨烯與強酸的固液比為0.1～2g∶100ml。

3.如權利要求1或2所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中強酸為質量分數為70％的濃硝酸，或者為質量分數為50～68％的濃硝酸與質量分數為80～98％的濃硫酸按照體積比為1～3∶1混合制得。

4.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中干燥的溫度為60～80℃。

5.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的極性溶劑為蒸餾水、二甲基酰胺或乙醇，又或者是蒸餾水與甲醇的混合物。

6.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中石墨烯薄膜的厚度為10～50μm。

7.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中集流體為金箔、鉑片、鋁箔或鎳箔。

8.如權利要求1所述的一種石墨烯電極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中還原性氣體為氫氣與氬氣的混合氣體，或氫氣與氮氣的混合氣體，氫氣占混合氣體的體積百分數為5％～10％。

9.一種石墨烯電極片，其特征在于，所述石墨烯電極片由權利要求1～8中任一權利要求所述的一種石墨烯電極片的制備方法制得。

10.一種石墨烯電極片在超級電容器方面的應用，其特征在于，所述石墨烯電極片由權利要求1～8中任一權利要求所述的一種石墨烯電極片的制備方法制得。