[发明专利]复合导电浆料的制备方法和电极的制备方法

说明书

本申请涉及一种复合导电浆料的制备方法和电极的制备方法，属于电极复合材料制备技术领域。一种复合导电浆料的制备方法，包括：在亲水改性聚苯胺的过程中加入空间稳定剂，得到改性聚苯胺；对改性聚苯胺的水溶液进行预分散后，将预分散溶液与石墨烯水性浆料混合。该制备方法在亲水改性聚合体系中加入空间稳定剂，控制聚苯胺形貌，得到多层次小尺寸的水溶性聚苯胺。采用分步混合，将预分散的无定型改性聚苯胺溶液与石墨烯水性浆料混合，可以使无定型改性聚苯胺充分插入到石墨烯片层之间，利用石墨烯大比表面积作为聚苯胺负载体，改善复合浆料稳定性和电化学性能。

技术领域

本申请涉及光电复合材料制备技术领域，且特别涉及一种复合导电浆料的制备方法和电极的制备方法。

背景技术

石墨烯和聚苯胺复合作为超级电容器材料可以发挥石墨烯高导电、高比表面积和高机械强度的优势，能够提高聚苯胺的循环稳定性和复合材料的容量密度。但是聚苯胺难溶的特性和石墨烯的团聚倾向使二者复合效果较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种复合导电浆料的制备方法和电极的制备方法，该制备方法解决了聚苯胺与石墨烯复合程度低、均匀性差和易堆叠团聚的问题。

第一方面，本申请实施例提出了一种复合导电浆料的制备方法，包括：在亲水改性聚苯胺的过程中加入空间稳定剂，得到改性聚苯胺；对改性聚苯胺的水溶液进行预分散后，将预分散溶液与石墨烯水性浆料混合。

本申请在亲水改性聚合体系中加入空间稳定剂，控制聚苯胺形貌，得到多层次小尺寸的水溶性聚苯胺，有利于聚苯胺进一步分散。采用分步混合，将预分散的改性聚苯胺溶液与石墨烯水性浆料混合，可以使无定型改性聚苯胺充分插入到石墨烯片层之间，可以在石墨烯片层之间形成阻隔防止石墨烯团聚和堆叠，利用大比表面积的石墨烯作为聚苯胺负载体，改善复合浆料稳定性和电化学性能。

在本申请的部分实施例中，亲水改性聚苯胺的步骤包括：将掺杂酸、苯胺单体、引发剂、空间稳定剂以及水混合进行聚合反应。

本申请采用掺杂酸替代传统的质子掺杂，在制备前将空间稳定剂与其他组分混合，在聚合的过程中控制聚苯胺形貌，形成多层次小颗粒状聚苯胺。

在本申请的部分实施例中，掺杂酸包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、3-磺酸基苯甲酸、丙烯酸以及苯甲基丙烯酸中的至少一种。

上述掺杂酸可以在苯环上引入亲水基团，能够提高改性聚苯胺在水溶液中的分散性，同时可以提高改性聚苯胺本身的导电性。

在本申请的部分实施例中，空间稳定剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵以及十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

上述空间稳定剂可以阻止聚合物沉淀析出后发生粒子的聚并，促进低聚物体在反应体系中继续稳定的生长，最终形成小球形貌的改性聚苯胺。

在本申请的部分实施例中，空间稳定剂的质量浓度为0.1-10％。

若空间稳定剂的质量浓度过高，会影响聚苯胺的合成，若空间稳定剂的质量浓度过低，则不能得到小球形貌的改性聚苯胺，空间稳定剂在上述质量浓度范围内，可以得到形貌球形度高、粒径较小、尺寸均一的改性聚苯胺。

在本申请的部分实施例中，预分散溶液中的改性聚苯胺与石墨烯水性浆料中的石墨烯的质量比为1:0.1-10。预分散溶液中的改性聚苯胺的质量浓度为1-10％，石墨烯水性浆料中的石墨烯的质量浓度为2-8％。

改性聚苯胺与石墨烯以上述配比混合较为充分，避免改性聚苯胺或石墨烯的堆积。

在本申请的部分实施例中，改性聚苯胺的水溶液在砂磨转速为3000-5000r/min、砂磨珠直径小于1mm的条件下砂磨预分散1-5h。