一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114360926A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202210060973.9H01G11/26(2013.01)(22)申请日2022.01.19(71)申请人重庆源皓科技有限责任公司地址401331重庆市沙坪坝区陈家桥街道景辉路464号申请人贵州师范学院(72)发明人邹雪锋向斌邓明森郑鹤琳沈虎峻杨恒修(74)专利代理机构重庆宏知亿知识产权代理事务所(特殊普通合伙)50260代理人余义丽(51)Int.Cl.H01G11/86(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/30(2013.01)权利要求书1页说明书10页附图7页(54)发明名称一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法(57)摘要为了解决现有技术存在的石墨烯材料容量较小、体积膨胀的技术问题，本发明提供一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其包括以下步骤：S1、石墨经氧化制备氧化石墨；S2、将氧化石墨、水、尿素在超声和搅拌下进行混合，得到混合浆料；然后将混合浆料置于干燥箱中干燥，得到混合料；S3、将混合料置于微波炉中进行微波辐射，得到弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料。本发明有效改善了石墨烯电极材料的使用稳定性能，采用了尿素对氧化石墨进行修饰和堆积重构、微波处理等方法，制得的产品容量高、循环膨胀率低、循环使用寿命长。CN114360926ACN114360926A权利要求书1/1页1.一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、化学剥离法制备氧化石墨：鳞片石墨经氧化制备氧化石墨；S2、混合料制备：将氧化石墨、水、尿素在超声和搅拌下进行混合，得到混合浆料；然后将混合浆料置于干燥箱中干燥，得到混合料；S3、弹性氮掺杂层状三维石墨烯电极材料的制备：将混合料置于微波炉中进行微波辐射，得到弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料。2.根据权利要求1所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中石墨为粒度300～355目的鳞片石墨。3.根据权利要求1所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中化学剥离法为Hummers法、Brodie法或Standenmaier法。4.根据权利要求1所述的氢弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的混合是先将氧化石墨加入水中超声，形成均匀的氧化石墨浆料后，再加入尿素，经搅拌和超声，形成均匀的混合浆料。5.根据权利要求4所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中超声频率为40kHz，超声功率为90～150W；氧化石墨浆料的超声时间为30～90min；混合浆料的搅拌温度为25～40℃，搅拌时间为30～60min，超声时间为30min。6.根据权利要求1所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中干燥温度为50℃，干燥时间为48h。7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中氧化石墨和尿素的比例为1：(0.5～2)。8.根据权利要求7所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中氧化石墨和尿素的比例为1：(0.8～1.2)。9.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中微波功率为600～1000W；所述的微波时间为50～180s。2CN114360926A说明书1/10页一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及电极材料领域，具体涉及一种弹性氮掺杂层状石墨烯电极材料的制备方法。背景技术[0002]近年来，随着新能源的不断开发及由新能源驱动的可移动设备如新能源汽车的不断普及，对大容量高功率长寿命使用的快充新能源储能器件的需求越来越大。尤其，由于超级电容器具有充电快、功率高、使用寿命长的优点，因此对其的开发和需求也越来越多。尽管对超级电容器电极材料的研究较多，但是同时兼具容量大、充电快、功率高、使用寿命长的电极材料仍然较少，有必要进一步开发。[0003]由于石墨烯具有优异的导电性和超高的比表面积，因此被认为是一种具有巨大潜质的超级电容器电极材料。目前，用于开发超级电容器的石墨烯材料包括石墨烯、还原氧化石墨烯、氮掺杂石墨烯。其中，氮掺杂石墨烯由于兼顾了大比表面积、高导电性、可控的能带结构以及更多的活性位点，可以有效克服石墨烯自身的一些缺陷。因此，其被更加广泛应用于构筑超级电容器。然而，粉末状的氮掺杂石墨烯材料在使用过程中由于不规则的堆积会导致其在使用过程发生体积膨胀，从而明显降低其使用寿命。[0004]为了改善