[发明专利]一种超级电容器用高性能电极材料、其制备方法和超级电容器有效
| 申请号： | 202011615547.4 | 申请日： | 2020-12-30 |
| 公开（公告）号： | CN112768253B | 公开（公告）日： | 2022-07-22 |
| 发明（设计）人： | 李培 | 申请（专利权）人： | 中科（马鞍山）新材料科创园有限公司 |
| 主分类号： | H01G11/30 | 分类号： | H01G11/30;H01G11/26;H01G11/86 |
| 代理公司： | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人： | 巩克栋 |
| 地址： | 243000 安徽省马鞍山市马*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 超级 电容 器用 性能 电极 材料 制备 方法 电容器 | ||
1.一种超级电容器用电极材料，其特征在于，所述电极材料包括MXene材料和石墨烯材料，所述MXene材料为二维层状Ti3C2Tx MXene材料，所述石墨烯材料为还原的氧化石墨烯，所述MXene材料和石墨烯材料的质量比为9:1；
所述超级电容器用电极材料通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将石墨烯材料和MXene材料溶于溶剂中，所述石墨烯材料为还原的氧化石墨烯，所述MXene材料为二维层状Ti3C2Tx MXene材料，所述溶剂为水，得到混合液；
所述还原的氧化石墨烯按照下述方法制备得到：用石墨粉制备分散的石墨烯水溶液，采用双氧水对氧化石墨烯进行还原，得到还原的氧化石墨烯，干燥，得到还原的氧化石墨烯粉体；
(2)采用所述的混合液进行210℃水热反应18h，得到所述的超级电容器用电极材料。
2.一种如权利要求1所述的超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将石墨烯材料和MXene材料溶于溶剂中，所述石墨烯材料为还原的氧化石墨烯，所述MXene材料为二维层状Ti3C2Tx MXene材料，所述溶剂为水，得到混合液；
所述还原的氧化石墨烯按照下述方法制备得到：用石墨粉制备分散的石墨烯水溶液，采用双氧水对氧化石墨烯进行还原，得到还原的氧化石墨烯，干燥，得到还原的氧化石墨烯粉体；
(2)采用所述的混合液进行210℃水热反应18h，得到所述的超级电容器用电极材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二维层状Ti3C2Tx MXene材料通过如下方法制备得到：
(a)将钛粉、铝粉和石墨混合，球磨后压制成片状，在保护性气体的保护下1000℃～1800℃煅烧，对煅烧产物进行研磨，得到多晶MAX相化合物Ti3AlC2MXene粉末；
(b)将步骤(a)所述的Ti3AlC2 MXene粉末分散于HF溶液中，搅拌反应，得到二维层状Ti3C2Tx MXene材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，钛粉、铝粉和石墨按照Ti、Al和C的原子比3:(1.05～1.2):2混合。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述石墨为鳞片石墨。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述保护性气体包括氮气、氩气和氦气中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述煅烧的时间为2h～5h。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述HF溶液的浓度为20％～60％。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述搅拌反应的时间为16h～30h。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述搅拌反应之后，进行分离、洗涤和干燥的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为50℃～100℃，所述干燥的时间为10h～15h。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述干燥为真空干燥，真空度为-70Kpa～-90Kpa。
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