[发明专利]一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，属化工材料技术领域。

背景技术

超级电容器是是利用双电层原理的电容器，当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大，具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。。影响超级电容器发展的关键因素主要为电极材料，目前人们研究的热点主要集中在多孔碳材料和金属氧化物材料等方面，这些材料具有一定的优势，但是由于孔结构分布不合理和孔道闭塞，导电率较差影响了电容器的性能。蠕虫状石墨具有较大的比表面积和较高的导电性，特别是均匀的多孔状结构有助于缩短离子的传输路径和存储电荷，在超级电容器方面具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提高一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，最终得到性能优异的蠕虫状石墨基超级电容器。

本发明所述一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，是将天然鳞片石墨与氢氧化钠混合，然后放置于微波炉中在1000℃下微波处理2-5min，然后自然冷却，洗涤干燥等到蠕虫状石墨电极材料。

上述一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：天然鳞片石墨为100-300目，与氢氧化钠的质量比为1:1-2。

本发明所述一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：将蠕虫状石墨加入硫脲溶液中强烈搅拌1h后，在30-50℃下超声反应2-3h，过滤干燥后在氮气保护下，以20℃/min的升温速率升至1000℃，最后自然冷却后洗澡干燥得到氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料。

上述一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：蠕虫状石墨与硫脲的质量比为1:3-5，将蠕虫状石墨加入硫脲溶液中强烈搅拌1h后，在30-50℃下超声反应2-3h，过滤后在80℃条件下干燥后，在氮气保护下，以20℃/min的升温速率升至1000℃，最后自然冷却后洗涤在80℃条件下干燥得到氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料。

本发明所述一种氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：是以氮硫掺杂蠕虫状石墨为工作电极，铂金属为对电极，饱和甘汞电极电极为参比电极，以氢氧化钠和硫酸钾为电解液构成超级电容器

上述一种石墨烯基超级电容器的制备方法，其特征在于：电解液为氢氧化钠或硫酸钾或两者的混合液，其浓度为6-8mol/L。

具体实施方式

实施例：

所述一种石墨烯基超级电容器的制备方法：取2克100目天然鳞片石墨与4克氢氧化钠混合均匀，然后放置于微波炉中在1000℃下微波处理2-5min，然后自然冷却，洗涤干燥等到蠕虫状石墨电极材料。

将蠕虫状石墨加入6克硫脲溶液中强烈搅拌1h后，在50℃下超声反应3h，过滤后在80℃条件下干燥后，在氮气保护下，以20℃/min的升温速率升至1000℃，最后自然冷却后洗涤在80℃条件下干燥得到氮硫掺杂蠕虫状石墨超级电容器电极材料。

氮硫掺杂蠕虫状石墨为工作电极，铂金属为对电极，饱和甘汞电极电极为参比电极，以6mol/L氢氧化钠和硫酸钾混合液为电解液构成超级电容器，分别在不同的电压范围内进行循环伏安充放电、交流阻抗、循环寿命等性能。

在0-2V电压范围内，以6A/g的电流密度获得387F/g的容量，循环2000次后容量保持为95％。