一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合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CN105321727A(43)申请公布日2016.02.10(21)申请号201510257354.9(22)申请日2015.05.16(71)申请人中国石油大学(华东)地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学(华东)(72)发明人邢伟李学进张誉高秀丽薛庆忠阎子峰(51)Int.Cl.H01G11/34(2013.01)H01G11/24(2013.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其步骤如下：(1)将氧化石墨超声分散于不同溶剂中得到氧化石墨悬浮液，加入甲醛溶液和间苯三酚，机械搅拌溶解后加入盐酸溶液，然后转移至烘箱中，聚合反应后通过抽滤、洗涤、干燥得到酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料前驱物。(2)将步骤(1)得到的前驱物与氢氧化钾通过干法混合，置于刚玉瓷舟中，将瓷舟放进管式炉内，恒温碳化后自然降温至室温，将得到的产物取出、研磨后放入烧杯中，经酸洗、蒸馏水洗涤和干燥后得到目标产物。本发明制备设备和工艺简单，适合快速、工业化大规模生产，其应用于超级电容器具有较高的比电容值和超高的速率特性，并且具有较长的循环寿命。CN105321727ACN105321727A权利要求书1/1页1.一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：(1)前驱物的制备：将氧化石墨超声分散于不同溶剂中得到氧化石墨悬浮液，然后加入37％甲醛溶液和间苯三酚，机械搅拌溶解后加入37％盐酸溶液作为催化剂，然后转移至烘箱中，聚合反应3-6小时后通过抽滤、洗涤、干燥得到酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料前驱物。(2)多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备：将步骤(1)得到的前驱物与氢氧化钾通过干法混合，置于刚玉瓷舟中，将所述瓷舟放进管式炉内，以80ml/min的流量通入氩气10min将所述管式炉内的空气排净后，以5℃/min的升温速率加热至设定温度，经600-800℃恒温碳化1-3h后自然降温至室温，最后将得到的产物取出、研磨后放入烧杯中，经酸洗、蒸馏水洗涤和干燥后得到目标产物超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料。2.按照权利要求1所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用的溶剂为水醇混合溶液。3.按照权利要求1所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氧化石墨悬浮液的浓度为1-5mg/ml。4.按照权利要求2所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述水醇混合溶液中的水醇体积比为40∶3。5.按照权利要求2所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述水醇混合溶液中所用醇为乙醇、丙醇、乙二醇、正丙醇或正丁醇中的一种。6.按照权利要求1所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加入的氧化石墨、甲醛、间苯三酚、盐酸的质量比为4-20∶78.2∶150∶119。7.按照权利要求1所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料的聚合反应温度为25-80℃。8.按照权利要求1所述超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的氢氧化钾用量为酚醛树脂/氧化石墨烯前驱物的0-5倍。2CN105321727A说明书1/5页一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种超级电容器用网层状多孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法，属于超级电容器电极材料制备方法技术领域。背景技术[0002]随着便携的电子设备、电动汽车、混合动力电车使用量的快速增加，对高功率密度、高能量密度的储能设备的需求日益增加。超级电容器由于具有比电池更高的功率密度和比传统电容器更高的能量密度等特点而引起了广泛的研究热潮。选择和设计电极材料对于超级电容器的性能至关重要。好的电极材料应该具有较大的有效比表面积为电解液离子提供吸附的界面；同时也需要具有快速的离子传输通道，以减小电解液离子的扩散阻力。然而对于电极材料而言，这两个至关重要的特征往往在一定程度上相互冲突，并不能同时满足。因此设计合适的纳米结构对于超级电容器电极材料变得越来越重要。炭材料由于具有较高电导率、低成本、结构易调控、化学性质稳定等优点而被广泛的应用于超级电容器。其中石墨烯因为其自身极佳的电子传导性、良好的机械和热稳定性和