[發明專利]一種復合石墨烯氣凝膠電極、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810651815.4
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108615621B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 曾瑋;王強;衛寧;梁棟;徐超;黃林生
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/26;H01G11/86
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

1.一種復合石墨烯氣凝膠電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）電極基體的清洗：對電極基體進行清洗，除去其表面雜質和油污；

2）石墨烯水凝膠的制備：先配制氧化石墨烯溶液，將氨水、硫脲及硼酸三種物質加入到氧化石墨烯溶液中得混合溶液，將混合溶液加入到反應釜中并置于烘箱中，進行水熱反應，得到石墨烯水凝膠；

3）石墨烯水凝膠的透析：配制乙醇和水的混合透析液，將步驟2）中制得石墨烯水凝膠浸入透析液進行透析；

4）石墨烯氣凝膠的制備：將步驟3）得到的石墨烯水凝膠，先進行冷凍，然后自然干燥得到石墨烯氣凝膠；

5）石墨烯氣凝膠電極的制備：將步驟4）得到的石墨烯氣凝膠固定在步驟1）的電極基體上，干燥制得復合石墨烯氣凝膠電極；所述氣凝膠中摻雜有氮、硼、硫三種元素，通過在石墨烯結構中形成C-B鍵、N-B鍵、C-S鍵，使該氣凝膠電極呈原子橋接層狀多孔結構，且所述氣凝膠電極的質量比電容最大可達450F·g^-1；

所述的步驟2）中，配制氧化石墨烯溶液的濃度為5mg·mL^-1，然后將氨水、硫脲及硼酸三種物質加入到氧化石墨烯溶液中得混合溶液；所述氧化石墨烯與氨水、硫脲及硼酸的質量比范圍為1：（0~1.14）：（0~0.024）：（0~0.0024）；

所述步驟2）中，烘箱干燥溫度為90~150℃，干燥時間為6~14h。

2.根據權利要求1所述的復合石墨烯氣凝膠電極的制備方法，其特征在于，所述步驟1）中采用的電極基體為鈦片，將鈦片剪切成1cm×2cm的樣品，依次用蒸餾水、乙醇、丙酮對樣品進行清洗。

3.根據權利要求1所述的復合石墨烯氣凝膠電極的制備方法，其特征在于，所述步驟3）中乙醇和水按照體積比1：（90-110）組成混合透析液，石墨烯水凝膠浸入該透析液進行透析6-12h。

4.根據權利要求1所述的復合石墨烯氣凝膠電極的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中，石墨烯水凝膠的冷凍溫度為-10℃~-20℃，冷凍時間為6~8h。

5.根據權利要求1或4所述的復合石墨烯氣凝膠電極的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中水凝膠自然干燥的時間為8~24h。

6.一種權利要求1-5任一項所述制備方法制得復合石墨烯氣凝膠電極在彈性超級電容器中的應用。