[发明专利]一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器及其制备

权利要求书

1.一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器，其特征在于，该超级电容器包括隔层以及设置在隔层两侧的石墨烯电极，所述隔层采用硅铝质胶凝材料，所述隔层内部吸附存储离子电解质溶液。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器，其特征在于，所述的离子电解质溶液包括KOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液或KCl溶液中的一种或多种，所述离子电解质溶液的浓度为2～3mol/L。

3.一种如权利要求1或2所述超级电容器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下几个步骤：

(1)石墨烯电极的制备：将石墨烯、导电剂和粘结剂混合，加入去离子水作为分散剂，研磨辊压成薄片，然后将薄片压到泡沫镍集流体上，干燥即得所述石墨烯电极；

(2)隔层的制备：在水玻璃中加入NaOH溶液，得到水玻璃激发剂溶液，搅拌均匀后密封静置，然后加入偏高岭土和去离子水，搅拌均匀后注入模具中成型，然后养护即得所述硅铝质胶凝材料的隔层；

(3)将隔层浸到离子电解质溶液中直至吸附饱和，然后将石墨烯电极组装在隔层的两侧，得到所述超级电容器。

4.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述导电剂包括炭黑或乙炔黑，所述粘结剂包括聚四氟乙烯，所述石墨烯、导电剂和粘结剂的质量比为(14～18)：(2～4)：1。

5.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述水玻璃的原始固含量为30％～40％，所述水玻璃中Si元素和Na元素的摩尔比为(6～7)：1。

6.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，加入NaOH溶液后，所述水玻璃激发剂溶液中Si元素和Na元素的摩尔比为(1.4～2.2)：1。

7.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述静置时间为18～30h。

8.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水玻璃激发剂溶液、偏高岭土和去离子水的质量比为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(0.2～0.4)。

9.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯/硅铝质胶凝材料的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述养护在养护室内进行，养护温度为19～21℃，养护室的的相对湿度为80％～95％，养护时间为20～30天。