[發明專利]氧化釕-石墨烯復合材料、電容器的制備方法

在審

• 申請號: 201210305592.9
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN103632854A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 周明杰;鐘輝;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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/145
• 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

本發明涉及一種氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法及電容器的制備方法。

背景技術

電化學電容器作為一種新型儲能器件，由于其充放電速率快、功率密度高、循環壽命長等優點，是繼鋰離子電池后又一極具應用潛力和開發價值的儲能器件。然而能量密度較低是制約超級電容器發展和應用的一個關鍵因素，探索如何提高超級電容器的能量密度是目前該領域研究的重點。

氧化釕具有較高的比容量（大于1000F/g）和電導率（大于100S/cm），是一種高能量密度電化學電容器的潛在電極材料。但目前氧化釕團聚現象較為嚴重，單獨使用大大降低了其作為電極材料時進行儲能的效率。石墨烯是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率，用其作為氧化釕的載體能夠提高氧化釕的分散性。但目前采用的一些復合方法并不能非常有效的提高氧化釕的分散性，因此不能提高氧化釕的儲能性能。

發明內容

基于此，有必要提供一種氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法及電容器的制備方法以提高使用氧化釕-石墨烯復合材料的電容器的倍率特性和儲能性能。

一種氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨加入水中超聲分散后過濾得到氧化石墨烯；

將所述氧化石墨烯及三氯化釕加入在含有電解質的溶液中超聲分散形成電解液；及

將銅片及鉑棒插入所述電解液中，在0.8V~1.5V的電壓下，電解0.5小時~2小時，將銅片表面沉積的固體物洗滌后干燥得到氧化釕-石墨烯復合材料。

在其中一個實施例中，所述氧化石墨烯和所述三氯化釕的質量比為1:1~5:1。

在其中一個實施例中，所述電解質為選自氯化鈉、硝酸鈉及氯化鉀中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述電解液中氧化石墨烯的濃度為0.3mg/ml~0.8mg/ml。

在其中一個實施例中，所述氧化石墨由以下步驟制備：

將石墨加入濃硫酸和濃硝酸組成的混合酸液中形成混合液，將混合液的溫度保持在-2℃~2℃攪拌10min~30min；

向混合液中加入高錳酸鉀，繼續將混合液的溫度保持在-2℃~2℃攪拌1h；

將混合液升溫至80℃~90℃并保溫0.5h~2h；

向混合液中加入去離子水，繼續在80℃~90℃保溫0.5h~2h；及

向混合液中加入過氧化氫除去高錳酸鉀，抽濾，洗滌固體物，干燥固體物后得到氧化石墨。

在其中一個實施例中，所述石墨與所述濃硫酸及所述濃硝酸的固液比為1g∶（85ml~95ml）∶（24ml~25ml）。

在其中一個實施例中，所述石墨與所述高錳酸鉀的質量比為1:1~1:6。

一種電容器的制備方法，包括以下步驟：

提供氧化釕-石墨烯復合材料，所述氧化釕-石墨烯復合材料為上述氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法制備的氧化釕-石墨烯復合材料；

將所述氧化釕-石墨烯復合材料涂敷在銅箔上制備電極片；及

將所述電極片與隔膜組裝后浸泡于電解液中，得到電容器。

在其中一個實施例中，所述電極片由以下步驟制備：將所述氧化釕-石墨烯復合材料與粘結劑、導電劑按質量比75~90:5~10:5~15混合后與溶劑混合配制成漿料，然后將所述漿料涂布在銅箔上，經干燥、軋膜、分切后制作成電極片。

在其中一個實施例中，所述電解液為濃度為1mol/L~2mol/L的硫酸。

上述氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法及電容器的制備方法，利用電化學法制備的氧化釕-石墨烯的比表面積較高，氧化釕的分散性較好，可有效的避免氧化釕團聚；所制備的氧化釕-石墨烯作為電容器的電極材料具有較高的儲能容量和優異的倍率性能。

附圖說明

圖1為一實施方式的氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法的流程圖；

圖2為一實施方式的電容器的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

請參閱圖1，一實施方式的氧化釕-石墨烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟S110、制備氧化石墨。

制備氧化石墨包括以下步驟：