[發明專利]石墨烯/離子液體復合電極及其制備方法與電容器

在審

• 申請號: 201210362588.6
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103680975A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 周明杰;袁新生;王要兵;劉大喜
• 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;H01G9/045;H01G9/145
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;劉耿

1.一種石墨烯/離子液體復合電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(a)?制備石墨烯與離子液體混合物：取插層石墨加入到裝有離子液體的容器中，超聲后進行剝離，即得到石墨烯與離子液體混合物；

(b)?制備石墨烯/離子液體復合電極：取所述石墨烯與離子液體混合物放到模具里，對模具恒定施加壓后保持此壓力直到冷卻至室溫，取出樣品，再在所述樣品任一面噴涂厚度為2～5um的金屬膜，即得到單面噴涂金屬膜的塊狀石墨烯/離子液體復合電極。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述插層石墨制備方法如下：將石墨壓制成石墨片作為工作電極，以鉛板作為對電極，Hg/Hg₂SO₄作為參比電極，插層劑作為電解液，將所述工作電極、所述對電極、所述參比電極放入電解池并完全浸泡在所述電解液中，并采用不銹鋼片作為集流體，在5～100mA/cm²的電流密度下進行反應1～20小時，經清洗干燥后可得到純凈的插層石墨。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述石墨為天然石墨、人造石墨、膨脹石墨中的一種，所述石墨片尺寸為75×40×7mm³。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述插層劑為甲酸、乙酸、丙酸、硝酸、硝基甲烷中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述插層石墨與所述離子液體的質量體積比為1g：（10～100）ml；所述離子液體的溫度為150～300℃；所述超聲功率為1000～2000w、剝離時間為10～100分鐘。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述離子液體為：1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-2,3-二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、1,2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、1,2-二甲基-3-乙基咪唑溴鹽、1,2-二甲基-3-乙基咪唑氯鹽、1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(b)中，選取的所述石墨烯與離子液體混合物的重量為20～60g，所述模具的長寬尺寸分別為200mm×300mm，所述金屬膜為銅膜或鋁膜。

8.一種權利要求1至7任一所述的制備方法制得的石墨烯/離子液體復合電極。

9.一種電容器，包括由復合電極、離子液體膜、復合電極按順序層疊組成的電芯、用于納置所述電芯的密閉殼體，以及加注在密閉殼體的電解液，所述復合電極片未噴涂所述金屬膜的一面與所述離子液體膜相接觸，其特征在于，所述復合電極片為權利要求8所制備的石墨烯/離子液體復合電極。

10.根據權利要求9所述的電容器，其特征在于，所述離子液體膜采用薄膜涂覆器制備而成，厚度為3～10um，長寬為300mm×200mm；制備所述離子液體膜的材料與所述步驟(a)中選用的離子液體相同。