【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料，尤其是一种电极材料及其制备方法、电极片和二次电池。
技术介绍
1、自2004年发现以来，石墨烯因其优异的电学、热学和机械性能而成为人们关注的焦点。特别是，其高强度、高表面积和化学稳定性等特性已应用于复合材料、纳米电子学、储能、传感器、催化和生物医学。然而，通常，当石墨烯被封装到聚合物中时，所生产复合材料的性能低于理论预测。这归因于石墨烯在聚合物基质中的分散性差以及由于石墨烯片之间的π-π堆积相互作用而导致的团聚。在所有情况下，为了充分利用石墨烯的特性，必须设计某些方法将2d材料转换为3d结构。因此，制备和表征具有三维(3d)结构的石墨烯材料(如气凝胶、水凝胶或大孔薄膜)非常重要。其中，气凝胶由分子前体通过溶胶-凝胶方法制备，然后干燥(冷冻或超临界)以从湿凝胶中除去溶剂并用空气代替，是多孔纳米材料，具有高表面积、可调孔隙率和大孔体积。通常气凝胶表现出高孔隙率(90-99％)、低密度(3kg m-3)、低导热系数(0.014w m-1·k-1室温下)、低折射率和低介电常数。
2、目前应用中一类重要的气凝胶是碳气凝胶，它是可用于各种应用的材料。碳气凝胶的孔隙率可以通过前体纳米颗粒的大小和形状来控制，因为微孔连接到颗粒内结构，而介孔和大孔连接到颗粒间结构。而石墨烯气凝胶不仅有石墨烯的导电性和机械性能，而且还具有气凝胶的低密度、高比面积及高孔隙率等优点，扩大了石墨烯或气凝胶的应用领域，可以作为电化学电源、超级电容器和气体传感等进行应用。但目前制备得到的石墨烯气凝胶如直接作为电极材料使用，其导电性能和导热
3、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术问题，本专利技术目的之一提供一种电极材料，以解决目前石墨烯气凝胶作为电极材料使用时导电性能和导热性能相对较差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种电极材料，包括石墨烯气凝胶和负载于所述石墨烯气凝胶表面的液态金属。
4、优选的，所述液态金属由ga、in、sn中的至少两种组成。
5、优选的，ga在液态金属中的质量占比为40％～95％。
6、本专利技术目的之二提供了一种上述所述的电极材料的制备方法，包括以下步骤：
7、将液态金属与氧化石墨烯浆料混合后，再加入还原剂继续混合后，密封状态下第一次热反应，得水凝胶；
8、冷冻得到的水凝胶，然后继续进行第二次热反应，水洗，干燥后得电极材料。
9、优选的，所述液态金属与氧化石墨烯的质量比为(0.1～1):1。
10、优选的，液态金属的制备方法为：在惰性气体保护下将金属进行混合并熔化为液态，冷却得液态金属；氧化石墨烯浆料包括氧化石墨烯和溶剂，溶剂为十二烷基硫酸钠；还原剂为抗坏血酸。
11、优选的，所述氧化石墨烯与还原剂的质量比为(4～6)：(0.05～0.07)。
12、优选的，所述第一次热反应温度为70～100℃，第一次热反应时间为60～120min；第二次热反应温度为70～100℃，第二次热反应时间为60～120min。
13、本专利技术目的之三提供了一种电极片，包括上述所述的电极材料或由上述所述的电极材料的制备方法制得的电极材料。
14、本专利技术目的之四提供了一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜，所述正极片或所述负极片为上述所述的电极片。
15、相比于现有技术，本专利技术的有益效果体现在：本专利技术提供的电极材料，将石墨烯气凝胶作为载体，并在形成的过程中将液态金属负载于石墨烯气凝胶的表面形成新型电极材料，一方面此种结构保留了石墨烯气凝胶的孔状结构，保证其高孔隙率的特点；另一方面利用液态金属具有的高导电性、化学惯性以及与聚合物不相容的显著特性，石墨烯气凝胶与液态金属结合后可有效提升了石墨烯气凝胶的导电性能和导热性能。另外得到的电极材料还具有较高的压应力，力学稳定性更好，拓宽了石墨烯气凝胶作为电极材料的应用范围。
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1.一种电极材料，其特征在于，包括石墨烯气凝胶和负载于所述石墨烯气凝胶表面的液态金属。
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述液态金属由Ga、In、Sn中的至少两种组成。
3.根据权利要求2所述的电极材料，其特征在于，Ga在液态金属中的质量占比为40％～95％。
4.一种权利要求1～3任一项所述的电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述液态金属与氧化石墨烯的质量比为(0.1～1):1。
6.根据权利要求4或5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，液态金属的制备方法为：在惰性气体保护下将金属进行混合并熔化为液态，冷却得液态金属；氧化石墨烯浆料包括氧化石墨烯和溶剂，溶剂为十二烷基硫酸钠；还原剂为抗坏血酸。
7.根据权利要求6所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯与还原剂的质量比为(4～6)：(0.05～0.07)。
8.根据权利要求4所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述第一次热反应温度为70～100℃，
9.一种电极片，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的电极材料或由权利要求3～8任一项所述的电极材料的制备方法制得的电极材料。
10.一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜，其特征在于，所述正极片或所述负极片为权利要求9所述的电极片。
...【技术特征摘要】
1.一种电极材料，其特征在于，包括石墨烯气凝胶和负载于所述石墨烯气凝胶表面的液态金属。
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述液态金属由ga、in、sn中的至少两种组成。
3.根据权利要求2所述的电极材料，其特征在于，ga在液态金属中的质量占比为40％～95％。
4.一种权利要求1～3任一项所述的电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述液态金属与氧化石墨烯的质量比为(0.1～1):1。
6.根据权利要求4或5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，液态金属的制备方法为：在惰性气体保护下将金属进行混合并熔化为液态，冷却得液态金属；氧化石墨烯浆料包括氧化石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：张齐贤，马金龙，周晓宇，郭振凯，曹彦鹏，虞哓，孙域岩，李风华，李爱军，黄健，罗立强，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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