[發明專利]一種碳/石墨烯復合超級電容器電極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810606732.3
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108899213A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 李曉鋒;戴千;韓霜;于中振
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/32;H01G11/34;H01G11/36;H01G11/44
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 王振華

1.一種碳/石墨烯復合電極材料，其特征在于，所述電極材料通過在天然木頭的孔中填充氧化石墨烯后高溫碳化制備得到，所述電極材料具有垂直于電極平面方向的由木頭碳化形成的貫穿大孔結構以及石墨烯構筑的小孔結構。

2.根據權利要求1所述的碳/石墨烯復合電極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）首先將還原劑加入氧化石墨烯溶液中，攪拌均勻后，將木頭泡在該溶液中，抽真空輔助氧化石墨烯溶液進入木頭的孔道結構中，加熱一定時間后取出，冷凍干燥，得到復合材料；

（2）將步驟（1）所得的復合材料碳化處理，得到石墨烯氣凝膠填充碳的碳/石墨烯復合電極材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的還原劑為氫碘酸、酒石酸、檸檬酸、抗壞血酸、葡萄酸和氨水中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的氧化石墨烯的徑向尺寸為0.01～100um；所述氧化石墨烯溶液濃度為0.1～50mg/ml，優選1～10mg/ml；所述木頭為木頭片，其厚度為0.1～50cm，優選0.1-5cm。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述還原劑與氧化石墨烯質量比為（5-1000）:100，優選（50-500）:100。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述碳化處理為在惰性氣體保護下；碳化反應溫度為400～1200℃，優選800～1100℃；反應時長30～480min，優選60～300min。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯是通過對石墨氧化剝離制備所得。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述石墨的尺寸可為100～200000目，優選300-10000目。

9.一種超級電容器，其特征在于，所述的超級電容器的電極采用權利要求1所述的碳/石墨烯復合電極材料或是權利要求2-8中任一項所述的制備方法制備得到的碳/石墨烯復合電極材料來制備得到。

10.根據權利要求9所述的超級電容器，其特征在于，所述的超級電容器的電解液為硫酸、硝酸鈉或者氫氧化鉀溶液；電化學測試電壓區間為-2～2V。