[发明专利]石墨烯复合材料及其制备方法、锂离子电容器

权利要求书

1.一种石墨烯复合材料，其特征在于，按照质量百分数包括30%~65%的石墨烯、15%~35%的经过化学气相沉积处理的石墨、0.04%~4%的导电剂以及15%~42%可溶性高分子聚合物；

所述可溶性高分子聚合物包覆所述石墨烯、经过化学气相沉积处理的石墨和导电剂形成局部有序的纳米线结构。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，所述导电剂为导电性碳和导电金属化合物至少一种。

3.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，所述可溶性高分子聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚乙二醇、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈中的至少一种。

4.一种石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

对石墨进行化学气相沉积处理；

按照质量百分数将30%~65%的石墨烯源、0.04%~4%的导电剂、15%~42%可溶性高分子聚合物和15%~35%的经过化学气相沉积处理的石墨在溶剂中混合，分散均匀后得到石墨烯-石墨溶胶，接着对所述石墨烯-石墨溶胶进行静电纺丝处理得到石墨烯-石墨薄膜；及

在保护气体氛围下，对所述石墨烯-石墨薄膜进行热处理得到石墨烯复合材料；其中，所述可溶性高分子聚合物包覆所述石墨烯、经过化学气相沉积处理的石墨和导电剂形成局部有序的纳米线结构。

5.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述对石墨进行化学气相沉积处理的步骤为：在800℃~1200℃、沉积气体和载气的混合气氛下，控制等温式炉内压力为1.0kPa~2.0kPa，对所述石墨进行下化学气相沉积40h~100h；其中，所述沉积气体与所述载气的体积比为0.2~2，所述沉积气体为丙烯和甲烷中的至少一种，所述载气为氮气和氩气中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯源为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯、插层石墨烯和复合石墨烯中的至少一种；

所述导电剂为导电性碳和导电金属化合物至少一种；

所述可溶性高分子聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚乙二醇、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈中的至少一种；

所述溶剂为二甲基亚砜、乙醇、N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中和水中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的操作中，纺丝速度为0.001L/h~4mL/h，针尖距离纤维收集装置约8cm~12cm，静电电压为8kV~20kV。

8.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体氛围为氢气氛围、氮气氛围或氩气氛围。

9.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为1500℃~2200℃，时间为2h~40h。

10.一种锂离子电容器，包括负极，其特征在于，所述负极包括集流体及涂覆在所述集流体上的负极浆料，所述负极浆料包括石墨烯复合材料；

所述石墨烯复合材料按照质量百分数包括30%~65%的石墨烯、15%~35%的石墨、0.04%~4%的导电剂以及15%~42%可溶性高分子聚合物；

所述可溶性高分子聚合物包覆所述石墨烯、石墨和导电剂形成局部有序的纳米线结构。