[发明专利]一种石墨烯基超级电容器的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基超级电容器的制备方法，将天然鳞片石墨用强酸处理，然后在900‑1000℃下迅速膨胀，再在超声反应器中超声剥离6‑8h，洗涤干燥等到石墨烯电极材料。将石墨烯加入盐酸的苯胺溶液中强烈搅拌0.5h，在0℃下滴加氧化剂反应5‑8h，反应结束后洗涤干燥，得到石墨烯基聚苯胺超级电容器电极。本发明制备了一种同时具有导电性好、比表面积大、吸附活性点多的二维新型石墨烯基纳米电极材料，并表现出极佳的电容性能。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯基超级电容器的制备方法，属化工材料技术领域。

背景技术

超级电容器是一种不仅能够利用双层电容器来储能，也能利用电极与电解液之间发生氧化还原来储能，其中核心的就是电容器的电极材料，单一的我们称为超级电容器，与导电聚合物复合制备的电极电容器我们也称为赝电容电容器。超级电容器具有可大电流快速充放电，循环次数多，性能稳定等优点是未来重要的发展方向。影响超级电容器发展的键因素主要为电极材料，目前人们研究的热点主要集中在多孔碳材料和金属氧化物材料等方面，尽管这些材料具有一定的优势，但是由于孔结构分布不合理和孔道闭塞，导电率较差影响了电容器的性能。石墨烯具有较大的比表面积和较高的导电性，特别是二维的平面结构有助于缩短离子的传输路径，在超级电容器方面具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提高一种全新的超级电容器电极的制备方法和超级电容器的组装，最终得到性能优异的石墨烯基超级电容器。

本发明所述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，是将天然鳞片石墨用强酸处理，然后在900-1000℃下迅速膨胀，再在超声反应器中超声剥离6-8h，洗涤干燥等到石墨烯电极材料

上述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：强酸包括硫酸和硝酸或两者的混合酸，天然鳞片石墨为300目，与酸的质量比为1∶10-20。

本发明所述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：是将石墨烯加入盐酸的苯胺溶液中强烈搅拌0.5h，在0℃下滴加氧化剂反应5-8h，反应结束后洗涤干燥，得到石墨烯基聚苯胺超级电容器电极。

上述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：盐酸与苯胺的质量比为1∶1，混合液与去离子水的质量比为1∶25-50；氧化剂为过硫酸铵或氯化铁，与苯胺的摩尔比为1∶1。

本发明所述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：是以石墨烯基聚苯胺为工作电极，铂金属为对电极，饱和甘汞电极电极为参比电极，以氢氧化钠和硫酸钾为电解液构成超级电容器

上述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：电解液为氢氧化钠或硫酸钾或两者的混合液，其浓度为6-8mol/L。

具体实施方式

实施例：

所述一种石墨烯基超级电容器的制备方法：取5克300目天然鳞片石墨放置于浓硝酸中反应2小时，洗涤干燥后在1000℃的马弗炉中放置5s迅速膨胀。然后放在超声反应器中反应8小时，得到石墨烯电极材料。

将得到的石墨烯放置于500ml溶液中，溶液的配比为15ml浓盐酸和5克苯胺和485ml的去离子水；强烈搅拌0.5小时后，取11.5克过硫酸铵溶于50ml去离子水中，在0℃下缓慢滴加至溶液中反应8h，待有墨绿色产物完全生成后，洗涤，干燥，得到石墨烯基聚苯胺电极材料。

以以石墨烯基聚苯胺为工作电极，铂金属为对电极，饱和甘汞电极电极为参比电极，以6mol/L氢氧化钠和硫酸钾混合液为电解液构成超级电容器，分别在不同的电压范围内进行循环伏安充放电、交流阻抗、循环寿命等性能。

在0-2V电压范围内，以6A/g的电流密度获得498F/g的容量，循环5000次后容量保持为98％。