[发明专利]石墨烯‑离子液体复合电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯-离子液体复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将石墨加入至浓硫酸与浓硝酸的混合溶液中，于0℃环境下搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入高锰酸钾，混合均匀后于85℃环境下反应，再保持温度向反应体系中加入去离子水稀释，最后加入过氧化氢溶液，搅拌反应除去未反应的高锰酸钾，对得到的混合物进行抽滤处理，抽滤得到的固体物依次使用稀盐酸和去离子水洗涤，干燥后得到氧化石墨；

将所述氧化石墨加入至去离子水中，超声分散，再对得到的分散体系进行抽滤处理，抽滤后得到的固体物干燥后得到氧化石墨烯；

在保护气体氛围中，以15-30℃/分钟的升温速率将所述氧化石墨烯从室温缓慢加热至500-700℃进行脱氧反应，反应后冷却得到石墨烯；

按照石墨烯及离子液体的质量比为5~10:1~2的比例称取所述石墨烯及离子液体，并将称取的所述石墨烯与所述离子液体加入至溶剂中使所述石墨烯的浓度为8~10mg/mL，超声分散，再将得到的混合溶液置于真空环境中搅拌，除去溶剂后得到所述石墨烯-离子液体复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯-离子液体复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为异丙醇或甲基吡咯烷酮。

4.一种石墨烯-离子液体复合电极材料，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述方法制备得到。

5.一种电极片，包括集流体以及涂覆在所述集流体上的电极浆料，其特征在于，所述电极浆料包括导电剂、粘接剂以及石墨烯-离子液体复合电极材料，所述石墨烯-离子液体复合电极材料为权利要求4所述的石墨烯-离子液体复合电极材料。

6.根据权利要求5所述的电极片，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑，所述粘接剂为聚偏氟乙烯，所述集流体为铝箔。

7.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照石墨烯及离子液体的质量比为5~10:1~2的比例称取所述石墨烯及离子液体，并将称取的所述石墨烯与所述离子液体加入至溶剂中使所述石墨烯的浓度为8~10mg/mL，超声分散，再将得到的混合溶液置于真空环境中搅拌，得到含有石墨烯-离子液体复合电极材料的溶液；

按照石墨烯-离子液体复合电极材料、粘接剂与导电剂的质量比为85:5:10的比例，将所述含有石墨烯-离子液体复合电极材料的溶液、粘接剂与导电剂混合均匀，得到电极浆料；

将所述电极浆料涂覆在集流体上，依次经80℃干燥2小时、250℃干燥2小时处理，切片后得到所述电极片。

8.根据权利要求7所述的电极片的制备方法，其特征在于，还包括石墨烯的制备步骤，如下：

将石墨加入至浓硫酸与浓硝酸的混合溶液中，于0℃环境下搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入高锰酸钾，混合均匀后于85℃环境下反应，再保持温度向反应体系中加入去离子水稀释，最后加入过氧化氢溶液，搅拌反应除去未反应的高锰酸钾，对得到的混合物进行抽滤处理，抽滤得到的固体物依次使用稀盐酸和去离子水洗涤，干燥后得到氧化石墨；

将所述氧化石墨加入至去离子水中，超声分散，再对得到的分散体系进行抽滤处理，抽滤后得到的固体物干燥后得到氧化石墨烯；

在保护气体氛围中，以15-30℃/分钟的升温速率将所述氧化石墨烯从室温缓慢加热至500-700℃进行脱氧反应，反应后冷却得到石墨烯。

9.根据权利要求7所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑，所述粘接剂为聚偏氟乙烯，所述集流体为铝箔。

10.一种电化学电容器，包括壳体及置于所述壳体内的电芯及电解液，所述电芯包括相对设置的正极片与负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜，其特征在于，所述正极片与所述负极片为如权利要求5-6任一项所述的电极片。