[发明专利]氧化钌-石墨烯复合材料、电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法及电容器的制备方法。 

背景技术

电化学电容器作为一种新型储能器件，由于其充放电速率快、功率密度高、循环寿命长等优点，是继锂离子电池后又一极具应用潜力和开发价值的储能器件。然而能量密度较低是制约超级电容器发展和应用的一个关键因素，探索如何提高超级电容器的能量密度是目前该领域研究的重点。 

氧化钌具有较高的比容量（大于1000F/g）和电导率（大于100S/cm），是一种高能量密度电化学电容器的潜在电极材料。但目前氧化钌团聚现象较为严重，单独使用大大降低了其作为电极材料时进行储能的效率。石墨烯是一种二维单分子层材料，具有较高的比表面积和较高的电导率，用其作为氧化钌的载体能够提高氧化钌的分散性。但目前采用的一些复合方法并不能非常有效的提高氧化钌的分散性，因此不能提高氧化钌的储能性能。 

发明内容

基于此，有必要提供一种氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法及电容器的制备方法以提高使用氧化钌-石墨烯复合材料的电容器的倍率特性和储能性能。 

一种氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 

在保护性气体氛围下，将氧化石墨烯升温至700℃~900℃，并保持0.5h~1h，冷却后得到石墨烯；及 

将所述石墨烯及三氯化钌加入水中超声分散形成悬浮液，在搅拌的情况下，向所述悬浮液滴加过氧化氢溶液，再升温至回流温度回流反应2小时~6小时后过滤得到氧化钌-石墨烯复合材料。 

在其中一个实施例中，将所述氧化石墨烯以15℃/min~30℃/min的升温速率升温至700℃~900℃。 

在其中一个实施例中，所述石墨烯与所述三氯化钌的质量比为1:1~10:1。 

在其中一个实施例中，所述三氯化钌与所述过氧化氢溶液的质量比为1:400~1:200。 

在其中一个实施例中，还包括步骤：将过滤得到的氧化钌-石墨烯复合材料使用丙酮和去离子水洗涤后真空干燥。 

在其中一个实施例中，所述氧化石墨由以下步骤制备： 

将石墨加入浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸液中形成混合液，将混合液的温度保持在-2℃~2℃搅拌10min~30min； 

向混合液中加入高锰酸钾，继续将混合液的温度保持在-2℃~2℃搅拌1h； 

将混合液升温至80℃~90℃并保温0.5h~2h； 

向混合液中加入去离子水，继续在80℃~90℃保温0.5h~2h；及 

向混合液中加入过氧化氢除去高锰酸钾，抽滤，洗涤固体物，干燥固体物后得到氧化石墨。 

在其中一个实施例中，所述石墨与所述浓硫酸及所述浓硝酸的固液比为1g：（85ml~95ml）：（24ml~25ml）。 

一种电容器的制备方法，包括以下步骤： 

提供氧化钌-石墨烯复合材料，所述氧化钌-石墨烯复合材料为上述氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法制备的氧化钌-石墨烯复合材料； 

将所述氧化钌-石墨烯复合材料涂敷在铜箔上制备电极片；及 

将所述电极片与隔膜组装后浸泡于电解液中，得到电容器。 

在其中一个实施例中，所述电极片由以下步骤制备：将所述氧化钌-石墨烯复合材料与粘结剂、导电剂按质量比75~90:5~10:5~15混合后与溶剂混合配制成浆料，然后将所述浆料涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后制作成电极片。 

在其中一个实施例中，所述电解液为浓度为1mol/L~2mol/L的硫酸。 

上述氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法及电容器的制备方法，利用化学法制备的氧化钌-石墨烯复合材料的氧化钌的分散性较好，可有效的避免氧化钌团聚；所制备的氧化钌-石墨烯作为电容器的电极材料具有较高的储能容量和优异的倍率性能。 

附图说明

图1为一实施方式的氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法的流程图； 

图2为一实施方式的电容器的制备方法的流程图。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 

请参阅图1，一实施方式的氧化钌-石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 

步骤S110、制备氧化石墨。