一种锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法，采用化学气相沉积的方法，以铜为衬底，甲烷和氢气为反应气体，氩气为保护气体，在一定的温度、时间和辉光中使铜表面均匀沉积出单层石墨烯，通过湿法转移法在清洗后的锗片上转移铜表面的石墨烯，制备出锗/石墨烯复合电极材料。将这种复合材料作为空气电池阳极，采用羧甲基纤维素钠与氢氧化钾溶液制备出KOH凝胶电解质，再结合铂碳阴极，在纽扣电池模具中组装出新型锗空气电池，通过电化学测试发现，与空白锗片所组装的空气电池相比，这种空气电池的放电电压未发生明显变化，放电时间提高了38％，放电容量有了明显的提升。升。升。

【技术实现步骤摘要】
一种锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法


[0001]本专利技术涉及电池制备
，具体为一种锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法。

技术介绍

[0002]电池是一种先进的储存电力的技术，然而充电电池不能满足所有地方的需要，例如在海洋和远离城市的地方，原电池可能是更好的动力来源情况，因为它们通常具有高的能量密度和长使用寿命。原电池在应急救援行动以及作为学校、医院和工厂的备用电池尤为重要。目前，在各种电池能源中，空气电池因其高比能量密度、环境兼容性和工艺简单性而成为极具吸引力的储能技术。由于大气中反应物氧分子的供应充足，空气电池比传统电池和锂离子电池具有相对更高的理论能量密度，常见的空气电池包括金属空气电池和半导体空气电池。
[0003]然而，在放电过程中由于锗表面的自放电和钝化的影响，往往会导致阳极的破坏和容量的减少，严重影响着电池的实际应用。石墨烯是一种填充在二维晶格中的碳单质，石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬、电阻率最小的纳米材料，具有超高强度和超高导热系数，在电池方面，其良好的疏水性和高导电性可以在减缓阳极腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，锗/石墨烯复合阳极的制备S101，将清洗后的铜箔放入等离子气相沉积的样品室中，对样品室的气体进行真空处理；S102，在氩气和氢气的混合气体中，在一定压强下加热系统到目标温度，达到目标温度后，调整氩气和氢气的气体流速为刻蚀流速；S103，在气体流速稳定后，打开等离子体射频装置，并进行1
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2min的蚀刻，随后立即引入甲烷/氩气用于石墨烯生长；S104，生长一定时间后，关闭甲烷/氩气混合气体、氢气、辉光和加热系统，在保护氩气下进行降温取出；S105，把加工好的铜镀石墨烯用PMMA苯甲醚溶液进行固化，加入刻蚀液中进行刻蚀；S106，用清洗后的锗片将刻蚀后的石墨烯薄膜捞到去离子水中浸泡清理一定时间，用锗片捞起纯净的石墨烯薄膜，之后用洗耳球稍微把薄膜和锗片之间的水吹走，之后将样品进行加热加固；S107，加热后石墨烯可以紧密的贴合到锗片上，之后用丙酮溶剂浸泡一段时间,多次操作，浸泡后自然干燥即可得到锗/石墨烯复合电极；S2，KOH凝胶电解质的制备将CMC置于小烧杯中，加入KOH溶液后用玻璃棒快速搅拌，之后超声充分溶解，制备出一定质量分数的KOH凝胶电解质；S3，Pt/C阴极的制备将铂碳催化剂至于烧杯中，先用移液管加入Nafion溶液，然后加入异丙醇进行超声溶解，溶解后的溶液用移液管涂抹在碳纸上，最后在室温进行干燥制备出Pt/C阴极；S4，空气电池的组装将上述所得的锗/石墨烯复合阳极、KOH凝胶电解质、Pt/C阴极在纽扣空气电池模具上进行组装，再用封装机进行封装，制得锗空气电池。2.根据权利要求1所述的锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法，其特征在于，锗片被含有少量褶皱的石墨烯层大范围覆盖。3.根据权利要求1所述的锗/石墨烯复合材料作为阳极的锗空气电池制备方法，其特征在于，S102中，开始混合气体中氩气与氢气的体积比为9：1
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11：1，氩气的流速为150
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200sccm，目标温度为670
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880℃，调整后的氩气为20
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40sc...

【专利技术属性】
技术研发人员：于英健，赵庭宇，张雨航，陈丹硕，
申请(专利权)人：昆明学院，
类型：发明
国别省市：