[发明专利]一种垂直取向石墨烯表面修饰的集流体及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直取向石墨烯表面修饰的集流体，其特征在于，所述的集流体的表面修饰一层垂直取向的石墨烯纳米片。

2.根据权利要求1所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体，其特征在于，所述的石墨烯纳米片的高度为50nm～5μm，单片的厚度为1～10nm。

3.根据权利要求1所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体，其特征在于，所述的集流体为铜片、铝箔、不锈钢片、镍片、泡沫镍中的一种。

4.根据权利要求1所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1）采用一对针板电极，其中针形电极连接直流负高压，平板电极接地；

2）将集流体放置在平板电极上，通过外加热，在氢气气氛中将集流体加热至700～1000℃；

3）维持外加热，关闭氢气，通入由碳源气体、惰性气体和不定型碳刻蚀气体组成的混合气体；

4）打开直流负高压至9000～12000V，通过针形电极表面的大曲率形成局部强电场，并在针板电极之间形成稳定的辉光放电等离子体；

5）放电3～30分钟后，关闭直流负高压，关闭由碳源气体、惰性气体和不定型碳刻蚀气体组成的混合气体，通入氢气，关闭外加热；

6）将步骤5）得到的样品在氢气气氛中自然冷却至室温，获得垂直取向石墨烯表面修饰的集流体。

5.根据权利要求4所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，步骤3）或5）中所述的碳源气体为甲烷或乙炔。

6.根据权利要求4所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，步骤3）或5）中所述的惰性气体为氩气或氦气。

7.根据权利要求4所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，步骤3）或5）中所述的不定型碳刻蚀气体为水汽。

8.根据权利要求7所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，步骤3）或5）中所述的混合气体中，碳源气体的质量浓度为5%～20%，混合气体的相对湿度为30%～60%。

9.根据权利要求8所述的垂直取向石墨烯表面修饰的集流体的制备方法，其特征在于，步骤3）或5）中所述的混合气体中，碳源气体的质量浓度为10%，混合气体的相对湿度为40%。