本发明专利技术涉及超级电容器技术领域，公开了一种多孔石墨烯及采用其的超级电容器的制备方法，所述多孔石墨烯由以下步骤制备而成：将氧化石墨烯水溶液与无机盐以氧化石墨烯和无机盐质量比为1：1-10的配比混合搅拌0.5h，后将混合液置于管式炉中，在氮气保护气氛下以1-10℃/min的升温速度升至200-300℃，保温1-3h,自然降温到室温，后再置于水溶液中煮沸搅拌1h，过滤后得到高比表面积的多孔石墨烯，滤液可重新结晶得到原始无机盐，并可重复使用。本发明专利技术的有益效果是：制备过程简单，环境污染小，并且易于实现工业化生产，同时生产的多孔石墨烯具有高比表面积和发达中孔孔隙结构，多孔石墨烯能够表现出较高的比电容。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超级电容器
，具体涉及。
技术介绍
超级电容器作为一种兼备电池及电容器技术优点的新型储能器件，具有高功率密度、超长使用寿命(循环寿命高达100万次以上，预期长达三十年的寿命)、使用温度范围宽(-40?70°C )、充电速度快(几十秒内完成)、放置时间长、高效储能和节能、安全环保等优点，因此其已广泛应用于风力发电、电动汽车、军工和港口机械等领域。石墨烯的超高导电率(理论值2500 S πΓ1)和超高比表面积(理论值2630 m2 g—1)能有效降低超级电容器的内阻和提高比能量的目的，因此石墨烯是超级电容器电极材料研宄的热点。但是石墨烯片层之间的J1-JT共轭效应，易于引起石墨烯的团聚，造成石墨烯成密实结构，且比表面积小于300 m2 g_S影响其在超级电容器中对电解液离子的吸附，降低超级电容器的比能量。因此石墨烯的造孔即多孔石墨烯的制备是其在超级电容器应用中发挥优良特性的关键。目前，大多数高比表面积的多孔石墨烯是通过物理或化学活化法、水热法合成，然而这些方法均需要高温高压，且整个过程工序复杂，造成产品的价格较高。目前的超级电容器存在比电容相对较低的问题，而采用石墨烯能够提高其比电容。但是多孔石墨烯存在上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供。该方法制备过程简单，环境污染小，并且易于实现工业化生产，同时生产的多孔石墨烯具有高比表面积和发达中孔孔隙结构(中孔孔道为2-50 nm)，多孔石墨烯能够表现出较高的比电容。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案: 一种多孔石墨烯，所述多孔石墨烯由以下步骤制备而成:将氧化石墨烯水溶液与无机盐以氧化石墨烯和无机盐质量比为1:1-10的配比混合搅拌0.5h，后将混合液置于管式炉中，在氮气保护气氛下以1-10°C /min的升温速度升至200-300°C，保温l_3h，自然降温到室温，后再置于水溶液中煮沸搅拌lh，过滤后得到高比表面积的多孔石墨烯，滤液可重新结晶得到原始无机盐，并可重复使用。作为优选方案，所述氧化石墨烯水溶液为含有5_7wt.%氧化石墨烯的水溶液。作为优选方案，所述无机盐为:NaCl、KC1、似20)3或K 2C03。一种采用多孔石墨烯的超级电容器的制备方法，具体包括以下步骤: (1)将多孔石墨烯、导电炭黑、粘结剂按照质量比为8:1:1的配比混合均匀调至浆状，为浆料； (2)然后利用涂覆机将浆料涂覆于铝箔上成型，制备得到厚度为240ym炭电极，然后采用碾压机以40吨的压力和10 m/min的速度将炭电极压实，后冲切机将压实的炭电极冲成75X55 mm的炭电极片； (3)将步骤(2)得到的炭电极片置于170°C真空干燥箱内干燥12h，得到电极片成品； (4)分别将两个质量相等、厚度相等的步骤(3)得到的电极片成品作为正负极，以纤维素纸为隔膜，以有机系溶液为电解液，在充满高纯氩气的手套箱内装配成超级电容器。作为优选方案，所述步骤(I)的粘结剂为质量分数为10%的PTFE乳液或30%的SBR乳液。本专利技术与现有技术相比，有益效果是: O多孔石墨烯的制备过程中无机盐可重复使用，无污染； 2)多孔石墨烯制备工艺简单、可控以及易于实现工业化生产； 3)多孔石墨烯装配的超级电容器具有高的比电容。【附图说明】图1为实施例1所制得的多孔石墨烯的透射显微镜图； 图2为实施例1所制得的多孔石墨烯的高倍透射显微镜图； 图3为实施例1所制得的多孔石墨烯的N2吸脱附曲线； 图4为实施例1所制得的多孔石墨烯的孔径分布图； 图5为实施例1所制得的超级电容器的倍率性能和循环性能图。【具体实施方式】下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述说明。如果无特殊说明，本专利技术的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。实施例1: 将含有6wt.%氧化石墨烯的水溶液与NaCl以氧化石墨烯和NaCl质量比为1:4的配比混合搅拌0.5h，后将混合液置于管式炉中，在氮气保护气氛下以2V Mn的升温速度升至200°C，保温lh，自然降温到室温，后再置于水溶液中煮沸搅拌lh，过滤后，滤渣为多孔石墨烯。多孔石墨烯的透射电镜图如图1和2所示。多孔石墨烯的N2吸脱附曲线和孔径分布图(见图3和图4)显示其比表面积为1743 m2/g，并表明多孔石墨烯具有发达中孔孔隙结构(中孔孔道为2-50 nm),即拥有微孔-中孔-大孔结构。然后将上述步骤所得的多孔石墨烯与导电炭黑、10%的PTFE乳液按照质量比为8:I:1的配比混合均匀调至浆状。然后利用涂覆机，调整刮刀高度将浆料涂覆于铝箔上成型，制备得到厚度为240 μ m炭电极，后采用碾压机以40吨的压力和15 m/min的速度将炭电极压实，后冲切机将压实的炭电极冲成75X55 mm的炭电极片。将步骤炭电极片置于170°C真空干燥箱内干燥12h。分别将两个干燥后的质量相等、厚度相等的的电极片作为正负极，以纤维素纸为隔膜，以I M TEABF4的乙腈溶液为电解液，在充满高纯氩气的手套箱内装配成超级电容器。该超级电容器在电流密度为0.05 A/g下，比电容为136 F/g;电流密度为20A/g下，比电容为86 F/g(见图5)。超级电容器在电流密度为20 A/g下，循环10000后，容量保持率高达99.3% (见图5)。实施例2: 本实施例过程与实施例1相同，不同之处在于:将步骤I中的氧化石墨烯水溶液的溶质溶度由6wt.%改为7wt.%、氧化石墨烯和NaCl质量比由1:4改为1:10、升温速率由2V /min改为8°C /min、升温至200°C改为270°C，最终得到多孔石墨烯的比表面积为1678 m2/g，且多孔石墨烯具有发达中孔孔隙结构(中孔孔道为2-50 nm);将步骤I中的10%的PTFE乳液改为30%的SBR乳液、I M TEABFj^乙腈溶液改为I M SBPBF4的乙腈溶液，所得的超级电容器在电流密度为0.05 当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多孔石墨烯，其特征在于，所述多孔石墨烯由以下步骤制备而成：将氧化石墨烯水溶液与无机盐以氧化石墨烯和无机盐质量比为1：1‑10的配比混合搅拌0.5h，后将混合液置于管式炉中，在氮气保护气氛下以1‑10℃/min的升温速度升至200‑300℃，保温1‑3h, 自然降温到室温，后再置于水溶液中煮沸搅拌1h，过滤后得到高比表面积的多孔石墨烯，滤液可重新结晶得到原始无机盐，并可重复使用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：阮殿波，乔志军，傅冠生，
申请(专利权)人：宁波南车新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。