[發明專利]基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610266171.8
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105702477B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 張大勇;金智;史敬元;彭松昂
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/86
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發明提供一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法。所述方法包括：將石墨箔放置在第一石墨電極的表面；在所述石墨箔的表面放置含有電解質溶液的有機多孔材料；在所述含有電解質溶液的有機多孔材料表面放置第二石墨電極；將所述第一石墨電極與直流電源的正極連接，所述第二石墨電極與所述直流電源的負極連接，并維持通電一段時間以達到預定深度的石墨烯；將具有所述預定深度的石墨烯的石墨箔進行水洗、干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。本發明的制備方法操作簡單，而且能夠有效地增加超級電容器的能量密度，降低超級電容器的制備成本。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種碳質新材料，目前常規的石墨烯制備方法包括化學氣相沉積法、外延生長法、氧化還原法以及電化學剝離法，其中，電化學剝離法由于具有高效環保的優點，而迅速得到推廣和應用。石墨烯由于具有極高的比表面積，問世不久就被應用于超級電容器的制備，而且，這種基于石墨烯的超級電容電極材料通常為金屬-石墨烯復合材料，例如鋁基-石墨烯復合材料，其制備方法為將石墨烯膠體懸浮液涂覆或噴涂在采用機械涂覆或噴涂等工藝使石墨烯溶液在鋁等電子集流體(例如鋁箔)的表面上，經過干燥處理，以形成鋁基-石墨烯復合材料。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下技術問題：

現有的基于石墨烯的超級電容電極材料通常為金屬-石墨烯復合材料，其制備方法操作復雜，而且，制備需要使用金屬箔作為電子集流體，因此制備成本比較高。

發明內容

本發明提供的基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，能夠有效地增加超級電容器的能量密度，并且降低超級電容器的制備成本。

本發明提供一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，包括：

將石墨箔放置在第一石墨電極的表面；

在所述石墨箔的表面放置含有電解質溶液的有機多孔材料；

在所述含有電解質溶液的有機多孔材料表面放置第二石墨電極；

將所述第一石墨電極與直流電源的正極連接，所述第二石墨電極與所述直流電源的負極連接，并維持通電一段時間以達到預定深度的石墨烯；

將具有所述預定深度的石墨烯的石墨箔進行水洗、干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。

優選地，在所述將石墨箔放置在第一石墨電極的表面之前，還包括：

將所述有機多孔材料放入所述電解質溶液中，使所述有機多孔材料充分吸收所述電解質溶液。

優選地，所述有機多孔材料的與所述石墨箔接觸的表面積小于或者等于所述石墨箔的與所述有機多孔材料接觸的表面積。

優選地，所述有機多孔材料為聚氨酯、聚乙烯醇或者二氧化硅水凝膠。

優選地，所述電解質溶液為硫酸、氫氧化鉀或者硫酸銨水溶液。

本發明實施例提供的基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，將石墨箔放置在第一石墨電極的表面，在所述石墨箔的表面放置含有電解質溶液的有機多孔材料，并在所述含有電解質溶液的有機多孔材料表面放置第二石墨電極；將所述第一石墨電極與直流電源的正極連接，所述第二石墨電極與所述直流電源的負極連接，并維持通電一段時間以達到預定深度的石墨烯；將具有所述預定深度的石墨烯的石墨箔進行水洗、干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。與現有技術相比，其制備方法操作簡單，由于無需使用電子集流體，從而能夠有效地增加超級電容器的能量密度，并且降低超級電容器的制備成本。

附圖說明

圖1為本發明一實施例基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法的流程圖；