基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法技術

本發明專利技術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：將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與直流電源的負極連接的第二轉軸之間，第一轉軸和與直流電源的負極連接的第三轉軸之間通過，以在石墨箔的與第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；其中，第一轉軸的部分置于電解質溶液中，且其外圍包覆著PVA海綿；將經過石墨箔單側石墨烯化處理的石墨箔經由若干個定向轉軸導入裝有水溶液中清洗，以及導入干燥設備中干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。本發明專利技術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，且其制備方法操作簡單，適用于大批量制備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及復合材料
，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。
技術介紹
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。在實現本專利技術的過程中，專利技術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，不利于批量制備，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。
技術實現思路
本專利技術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，降低超級電容器的制備成本，并且其制備方法操作簡單，適用于大批量制備。本專利技術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：將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第二轉軸之間，所述第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第三轉軸之間通過，以在所述石墨箔的與所述第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；其中，所述第一轉軸的部分置于反應設備的電解質溶液中，所述第一轉軸的外圍包覆著PVA海綿；將經過所述石墨箔單側石墨烯化處理的石墨箔經由若干個定向轉軸導入裝有水溶液的清洗設備中進行清洗，以及導入干燥設備中進行干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。優選地，所述第一轉軸的位于所述電解質溶液中的部分與完全位于所述電解質溶液中的第四轉軸接觸，以使得接觸部分的PVA海綿處于壓縮狀態。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。本專利技術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，將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第二轉軸之間，所述第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第三轉軸之間通過，以在所述石墨箔的與所述第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；其中，所述第一轉軸的部分置于反應設備的電解質溶液中，所述第一轉軸的外圍包覆著PVA海綿；將經過所述石墨箔單側石墨烯化處理的石墨箔經由若干個定向轉軸導入裝有水溶液的清洗設備中進行清洗，以及導入干燥設備中進行干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。與現有技術相比，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，并且其制備方法操作簡單，適用于大批量制備。附圖說明圖1為本專利技術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；圖2為本專利技術另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。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術提供一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，如圖1所示，所述方法包括：將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第二轉軸之間，所述第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第三轉軸之間通過，以在所述石墨箔的與所述第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；其中，所述第一轉軸的部分置于反應設備的電解質溶液中，所述第一轉軸的外圍包覆著PVA海綿；將經過所述石墨箔單側石墨烯化處理的石墨箔經由若干個定向轉軸導入裝有水溶液的清洗設備中進行清洗，以及導入干燥設備中進行干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。本專利技術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，與現有技術相比，一方面，其制備方法操作簡單，適用于大批量制備；另一方面，其充分利用了石墨烯的高表面積特性和石墨箔良好的導電性，而省去了現有技術中的電子集流體，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。其中，所述電解質溶液為硫酸、氫氧化鉀或者硫酸銨水溶液。進一步，如圖2所示，所述第一轉軸的位于所述電解質溶液中的部分與完全位于所述電解質溶液中的第四轉軸接觸，以使得接觸部分的PVA海綿處于壓縮狀態。以使得所述第一轉軸中的電解質溶液更充分。這里以所述電解質溶液為硫酸水溶液為例來說明本專利技術的基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法。將厚度為0.2mm的石墨箔從與正負極連接的滾軸間通過，正負極電壓5V，反應設備中的電解液使用1摩爾/升的硫酸水溶液，通過控制轉軸轉動速度控制石墨烯的含量。將反應形成的基于石墨烯的超級電容電極材料依次通過裝有水溶液的清洗設備和干燥設備，其中，干燥溫度維持在100℃，最終將基于石墨烯的超級電容電極材料卷起。以上所述，僅為本專利技術的具體實施方式，但本專利技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本專利技術揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本專利技術的保護范圍之內。因此，本專利技術的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，其特征在于，包括：將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第二轉軸之間，所述第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第三轉軸之間通過，以在所述石墨箔的與所述第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；其中，所述第一轉軸的部分置于反應設備的電解質溶液中，所述第一轉軸的外圍包覆著PVA海綿；將經過所述石墨箔單側石墨烯化處理的石墨箔經由若干個定向轉軸導入裝有水溶液的清洗設備中進行清洗，以及導入干燥設備中進行干燥，以得到基于石墨烯的超級電容電極材料。

【技術特征摘要】
1.一種基于石墨烯的超級電容電極材料的制備方法，其特征在于，包括：
將石墨箔依次從與直流電源的正極連接的第一轉軸和與所述直流電源的負
極連接的第二轉軸之間，所述第一轉軸和與所述直流電源的負極連接的第三轉
軸之間通過，以在所述石墨箔的與所述第一轉軸接觸的一側發生電化學剝離反
應形成石墨烯，從而完成石墨箔單側石墨烯化處理；
其中，所述第一轉軸的部分置于反應設備的電解質溶液中，所述第一轉軸
的外圍包覆著PVA海綿；
將經過所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：北京;11