The invention relates to a method for preparing a high nitrogen boron doped three-dimensional graphene film for a flexible lithium ion mixing capacitor. The method comprises the following steps: graphite oxide solution and acid mixed in proportion, washing after exfoliation, then reducing agent solution, heating 1 12h, three-dimensional graphene bulk materials; three-dimensional graphene block hybrid materials and nitrogen boron compounds in aqueous solution, heating 12h in 3 50 150 DEG C, graphene bulk materials, removed after washing, pressing in 5 40MPa, then after the drying process, finally 0.01mm 0.1mm thick high nitrogen boron doped three-dimensional graphene films. The invention can greatly improve the N, the amount of B doped graphene graphene structure, while maintaining a flexible three-dimensional structure, in order to improve the lithium ion hybrid super capacitor anode rate performance and storage performance of the.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性锂离子混合电容器用高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种柔性锂离子混合电容器负极材料用高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备方法,属于新材料制备领域。
技术介绍
超级电容器作为一种新型电化学储能单元,具有功率密度高、循环寿命长等优点,已在便携式电子设备、备用电源和电动汽车等领域得到了广泛的推广和应用。随着消费电子产品朝着高集成度的发展,柔性超级电容器储能技术的研究也如火如荼,并取得了众多突破,得到科研工作者的广泛关注。由于对称型超级电容器有限的能量密度,对于锂离子混合型超级电容器的研究趋于火热。其中对于负极材料,有多种选择,如纳米结构的钛氧化物(TiO2,Li4Ti5O12等)、其他金属氧化物、石墨等,各有优略。纳米结构的钛氧化物(TiO2,Li4Ti5O12等)具有制备简单、可大规模生产、环境友好、快速的锂离子插层反应速率等优势,但是其相对较高的反应电势(>1.5VvsLi/Li+)导致全电容体系工作电压低,造成不必要的能量密度损失,这是其得到进一步应用的最大障碍;利用金属氧化物表面氧化还原反应产生的赝电容存储电荷,较扩散控制的锂离子插层反应具有更高的反应速率,但值得注意的是,由于金属氧化物的电导率极低,严重影响自身电化学性能,作为活性材料时需要与高电导率的碳材料复合,才能提高电化学活性;另外,石墨是目前应用最成功的锂离子电池负极材料,具有相对较高的电导率,成本低,电压平台低(0.1VvsLi/Li+),适合的理论容量等优点,然而其相对较低的锂离子扩散率影响了锂离子电池的倍率性能。同时,现有的负极材料很难满足柔性锂离子混合超级电容器的要求 ...
【技术保护点】
一种柔性锂离子混合电容器用高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备方法,其特征为该方法包括以下步骤:(1)富缺陷氧化石墨溶液的制备:将氧化石墨溶液与酸按比例混合,在50‑150 ℃下加热2‑8 h,制得结构富缺陷的氧化石墨溶液;再将其进行离心分离洗涤,直至得到pH值=7、浓度为0.5‑20 mg/mL的结构富缺陷的氧化石墨溶液;其中,氧化石墨的浓度为0.5 ‑30 mg/mL;酸的质量百分浓度为10 %‑90 %;体积比为氧化石墨溶液:酸=15:1‑5:1;(2)富缺陷氧化石墨烯溶液的制备:将得到的结构富缺陷的氧化石墨溶液进行片层剥离,得到结构富缺陷氧化石墨烯溶液;结构富缺陷氧化石墨烯溶液的浓度为0.5‑20 mg/mL;(3)富缺陷三维石墨烯块体材料的制备:将结构富缺陷氧化石墨烯溶液与还原剂溶液混合,在50‑150 ℃下加热1‑12 h,经洗涤后,得到富缺陷三维石墨烯块体材料;其中,体积比氧化石墨烯溶液:还原剂溶液=20:1‑5:1; 还原剂溶液的浓度为0.1‑ 10 mol/L;(4)高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备:将富缺陷三维石墨烯块体材料与氮硼化合物的水溶液混合,在50‑150 ℃下加热 ...
【技术特征摘要】
1.一种柔性锂离子混合电容器用高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备方法,其特征为该方法包括以下步骤:(1)富缺陷氧化石墨溶液的制备:将氧化石墨溶液与酸按比例混合,在50-150℃下加热2-8h,制得结构富缺陷的氧化石墨溶液;再将其进行离心分离洗涤,直至得到pH值=7、浓度为0.5-20mg/mL的结构富缺陷的氧化石墨溶液;其中,氧化石墨的浓度为0.5-30mg/mL;酸的质量百分浓度为10%-90%;体积比为氧化石墨溶液:酸=15:1-5:1;(2)富缺陷氧化石墨烯溶液的制备:将得到的结构富缺陷的氧化石墨溶液进行片层剥离,得到结构富缺陷氧化石墨烯溶液;结构富缺陷氧化石墨烯溶液的浓度为0.5-20mg/mL;(3)富缺陷三维石墨烯块体材料的制备:将结构富缺陷氧化石墨烯溶液与还原剂溶液混合,在50-150℃下加热1-12h,经洗涤后,得到富缺陷三维石墨烯块体材料;其中,体积比氧化石墨烯溶液:还原剂溶液=20:1-5:1;还原剂溶液的浓度为0.1-10mol/L;(4)高氮硼掺杂三维石墨烯薄膜的制备:将富缺陷三维石墨烯块体材料与氮硼化合物的水溶液混合,在50-150℃下加热3-12h,得到的高氮硼掺杂石墨烯块体材料,取出后经洗涤,在...
【专利技术属性】
技术研发人员:王恭凯,王振昆,王新,彭会芬,张昕,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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