[發明專利]一種石墨烯改性金屬電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201811131335.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109243679B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 伍連彬;黃禮貴
• 申請（專利權）人: 深圳天元羲王材料科技有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種石墨烯改性金屬電極及其制備方法，其中，所述制備方法包括步驟：將石墨烯粉末溶解在有機溶劑中，制得石墨烯溶液；對金屬電極進行磁化處理，得到具有磁吸附能力的金屬電極；將所述具有磁吸附能力的金屬電極浸沒在所述石墨烯溶液中，經過預定時間后，得到表面吸附有石墨烯的金屬電極；采用離子隔膜對所述表面吸附有石墨烯的金屬電極進行包裹，得到石墨烯改性金屬電極。本發明提供的制備方法簡單快速易實現，且制得的石墨烯改性金屬電極中，石墨烯均勻地吸附在所述金屬電極表面，所述石墨烯的黏結緊密度非常高，兩者之間不會產生間隙，即石墨烯的利用率極高，能夠顯著提升金屬電極的導電性能。

技術領域

本發明涉及電極制備領域，尤其涉及一種石墨烯改性金屬電極及其制備方法。

背景技術

自從2010年英國曼徹斯特大學的兩位教授因為首次成功得到穩定的石墨烯而獲得諾貝爾物理獎以來，石墨烯作為一種特殊的材料得到大規模研究與應用。理論上的完美石墨烯是一種單分子層二維晶體，其具有已知材料最高的強度以及優異的導電性和導熱性，在電學、光學、磁學、力學、化學、生物學等方面都有著令人矚目的潛力。

現有技術通常采用在襯底電極表面涂覆石墨烯的方式來增強電極的導電性能。如圖1所述，先在襯底電極表面涂覆石墨烯材料，然后在所述襯底電極表面涂覆一層膠黏劑，通過固化所述膠黏劑使石墨烯材料固定在襯底電極表面，從而制得石墨烯改性后的襯底電極。然而，由于在涂覆膠黏劑的過程中，會使得涂覆在襯底電極表面上的部分石墨烯與襯底電極發生脫離，直接懸浮在膠黏劑中，如圖2所示，所述懸浮在膠黏劑中的石墨烯沒有與襯底電極接觸，即不能夠存儲電荷，這導致石墨烯的利用率較低，從而使得襯底電極的導電性能不能得到明顯的提升。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種石墨烯改性金屬電極及其制備方法，旨在解決現有技術制備的石墨烯改性后的襯底電極，由于石墨烯利用率較低，導致襯底電極的導電性能得不到明顯提升的問題。

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，包括步驟：

將石墨烯粉末溶解在有機溶劑中，制得石墨烯溶液；

對金屬電極進行磁化處理，得到具有磁吸附能力的金屬電極；

將所述具有磁吸附能力的金屬電極浸沒在所述石墨烯溶液中，經過預定時間后，得到表面吸附有石墨烯的金屬電極；

采用離子隔膜對所述表面吸附有石墨烯的金屬電極進行包裹，得到石墨烯改性金屬電極。

所述石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，所述金屬電極材料為鐵、鈷、鎳單質及其氧化物中的一種或多種。

所述石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，所述金屬電極為金屬薄膜電極、金屬桿狀電極或金屬條狀電極中的一種。

所述石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，所述有機溶劑為乙醇。

所述石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，對金屬電極進行磁化處理，得到具有磁吸附能力的金屬電極的步驟包括：

在所述金屬電極上纏繞絕緣導線，通入直流電，經過10-30min后，制得具有磁吸附能力的金屬電極。

所述石墨烯改性金屬電極的制備方法，其中，將所述具有磁吸附能力的金屬電極浸沒在所述石墨烯溶液中，經過預定時間后，得到表面吸附有石墨烯的金屬電極的步驟包括：

將所述具有磁吸附能力的金屬電極浸沒在所述石墨烯溶液中并攪拌，使石墨烯均勻地吸附在金屬電極表面，經過8-15min后，取出所述金屬電極；

對所述金屬電極進行干燥處理，得到表面吸附有石墨烯的金屬電極。