一种石墨烯晶体材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯晶体材料，它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁0.1份～1.2份、铁粉0.1份～1.2份、活性炭0.1份～0.5份。本发明专利技术石墨烯晶体材料所制造的电容器显示出良好的电化学行为，比容量都在300F/g，最高可达到954F/g，具有十分优异的储能性能；而且，本发明专利技术石墨烯晶体材料的制备工艺简便，安全、环保，原材料便宜、易得，成本低，适合产业化生产。

Graphene crystal material and its preparation method and Application

The present invention discloses a kind of graphene crystal material, which is made up of the following components: 20 parts of graphene, 0.1 parts of iron oxide to 1.2 parts, 0.1 parts of iron powder to 1.2 parts, and 0.1 to 0.5 parts of activated carbon. A capacitor of the present invention graphene crystal materials produced showed good electrochemical behavior, than capacity in 300F/g, up to 954F/g, with excellent storage performance; moreover, the invention of graphene crystal material and preparation technique is simple, safe, environmentally friendly, cheap raw materials, low cost and easy to get. Suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯晶体材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种石墨烯晶体材料及其制备方法与应用。
技术介绍
电容器，是一种新型储能器件，在便携式电子设备、混合动力汽车、电力汽车等方面有着越来越广泛的应用。然而，由于受到电极材料性能的限制，目前电容器的储能性能仍然较低，比容量通常只能达到200F/g～400F/g，如：中国专利CN105489398A、CN103680974A等。为了进一步提高电容器的储能性能，达到更高的比容量，亟需开发一种新的电极材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯晶体材料，其能够制造出比容量高达304F/g～954F/g的电容器，储能性能十分优异。本专利技术提供的一种石墨烯晶体材料，它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁0.1份～1.2份、铁粉0.1份～1.2份、活性炭0.1份～0.5份。进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁1.0份～1.2份、铁粉0.1份～0.2份、活性炭0.1份～0.2份。进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁1.0份、铁粉0.2份、活性炭0.2份。进一步的，所述的石墨烯选自单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯中的任意一种或两种以上。进一步的，所述四氧化三铁的粒径为80nm～500nm，所述铁粉的粒径为80nm～500nm；优选的，所述四氧化三铁的粒径为150nm～200nm，所述铁粉的粒径为80nm～120nm。进一步的，所述活性炭的粒径为10nm～50nm。进一步的，所述的石墨烯晶体材料是采用以下方法制成：取石墨烯，分散在水中，加热至90±5℃，超声处理30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁、铁粉，混匀后，再加入活性炭，搅拌5小时，静置30分钟，过滤，烘干，即得石墨烯晶体材料。进一步向，所述超声处理的功率为500W，所述搅拌的速率为500转/分钟。本专利技术还提供了上述的石墨烯晶体材料在制造电容器中的应用。本专利技术提供的一种电容器，它是采用以下方法制成：a、将权利要求1～8任意一项所述的石墨烯晶体材料、聚四氟乙烯、导电炭黑，按照重量配比90：5：5或85：5：10混合均匀，加适量溶剂，涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后，制成电极片；b、将电极片、隔膜、电极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后通过设置在电池壳体上的注液口往电池壳体里注入2mol/L的硫酸，密封注液口，得到电容器。本专利技术石墨烯晶体材料所制造的电容器显示出良好的电化学行为，比容量都在300F/g以上，最高可达到954F/g，具有十分优异的储能性能；而且，本专利技术石墨烯晶体材料的制备工艺简便，安全、环保，原材料便宜、易得，成本低，适合产业化生产。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明；但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例；凡基于本专利技术的构思所实现的技术均属于本专利技术的范围。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。实施例11、石墨烯晶体材料的制备取双层石墨烯20g，分散在100ml的水中，加热至90±5℃，超声处理(功率500W)30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁(粒径：150nm～200nm)1g、铁粉(粒径：80nm～120nm)0.2g，混匀后，再加入活性炭(粒径：10nm～50nm)0.2g，搅拌5小时，搅拌速率500转/分钟，静置30分钟，过滤，烘干，即得石墨烯晶体材料M1。2、石墨烯晶体材料用于制造电容器a、将上述石墨烯晶体材料M1、聚四氟乙烯、导电炭黑，按照重量配比90：5：5混合均匀，加适量溶剂，涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后，制成电极片；b、将电极片、隔膜、电极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后通过设置在电池壳体上的注液口往电池壳体里注入2mol/L的硫酸，密封注液口，得到电容器C1。实施例21、石墨烯晶体材料的制备取双层石墨烯20g，分散在100ml的水中，加热至90±5℃，超声处理(功率500W)30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁(粒径：400nm～500nm)1g、铁粉(粒径：400nm～500nm)0.2g，混匀后，再加入活性炭(粒径：10nm～50nm)0.2g，搅拌5小时，搅拌速率500转/分钟，静置30分钟，过滤，烘干，即得石墨烯晶体材料M2。2、石墨烯晶体材料用于制造电容器a、将上述石墨烯晶体材料M2、聚四氟乙烯、导电炭黑，按照重量配比80：10：10混合均匀，加适量溶剂，涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后，制成电极片；b、将电极片、隔膜、电极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后通过设置在电池壳体上的注液口往电池壳体里注入2mol/L的硫酸，密封注液口，得到电容器C2。实施例31、石墨烯晶体材料的制备取双层石墨烯20g，分散在100ml的水中，加热至90±5℃，超声处理(功率500W)30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁(粒径：80nm～120nm)1g、铁粉(粒径：80nm～120nm)0.2g，混匀后，再加入活性炭(粒径：10nm～50nm)0.2g，搅拌5小时，搅拌速率500转/分钟，静置30分钟，过滤，烘干，即得石墨烯晶体材料M3。2、石墨烯晶体材料用于制造电容器a、将上述石墨烯晶体材料M3、聚四氟乙烯、导电炭黑，按照重量配比85：10：5混合均匀，加适量溶剂，涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后，制成电极片；b、将电极片、隔膜、电极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后通过设置在电池壳体上的注液口往电池壳体里注入2mol/L的硫酸，密封注液口，得到电容器C3。实施例41、石墨烯晶体材料的制备取双层石墨烯20g，分散在100ml的水中，加热至90±5℃，超声处理(功率500W)30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁(粒径：150nm～200nm)1g、铁粉(粒径：80nm～120nm)0.2g，混匀后，再加入活性炭(粒径：10nm～50nm)0.2g，搅拌5小时，搅拌速率500转/分钟，静置30分钟，过滤，烘干，即得石墨烯晶体材料M4。2、石墨烯晶体材料用于制造电容器a、将上述石墨烯晶体材料M4、聚四氟乙烯、导电炭黑，按照重量配比85：5：10混合均匀，加适量溶剂，涂布在铜箔上，经干燥、轧膜、分切后，制成电极片；b、将电极片、隔膜、电极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后通过设置在电池壳体上的注液口往电池壳体里注入2mol/L的硫酸，密封注液口，得到电容器C4。实施例51、石墨烯晶体材料的制备取双层石墨烯20g，分散在100ml的水中，加热至90±5℃，超声处理(功率500W)30分钟，然后保持在90±5℃的温度下，加入四氧化三铁(粒径：150nm～200nm)0.2g、铁粉(粒径：80nm～120nm)1g，混匀后，再加入活性炭(粒径：200nm～300nm)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯晶体材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁0.1份～1.2份、铁粉0.1份～1.2份、活性炭0.1份～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯晶体材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁0.1份～1.2份、铁粉0.1份～1.2份、活性炭0.1份～0.5份。2.根据权利要求1所述的石墨烯晶体材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁1.0份～1.2份、铁粉0.1份～0.2份、活性炭0.1份～0.2份。3.根据权利要求2所述的石墨烯晶体材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：它是由以下重量份数的组分组成：石墨烯20份、四氧化三铁1.0份、铁粉0.2份、活性炭0.2份。4.根据权利要求1～3任意一项所述的石墨烯晶体材料，其特征在于：所述的石墨烯选自单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯中的任意一种或两种以上。5.根据权利要求1～3任意一项所述的石墨烯晶体材料，其特征在于：所述四氧化三铁的粒径为80nm～500nm，所述铁粉的粒径为80nm～500nm；优选的，所述四氧化三铁的粒径为150nm～200nm，所述铁粉的粒径为80nm～120nm。6.根据权利要求1～3任意一项所述的石...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐春霞，
申请(专利权)人：唐春霞，
类型：发明
国别省市：天津,12