[发明专利]一种石墨烯/电容炭电极浆料及制备方法和应用有效
申请号: | 201711379483.0 | 申请日: | 2017-12-20 |
公开(公告)号: | CN108155024B | 公开(公告)日: | 2020-08-28 |
发明(设计)人: | 陈成猛;苏方远;白锦宇;张建平;郭晓倩;李晓明;孔庆强;王剑飞 | 申请(专利权)人: | 中国科学院山西煤炭化学研究所 |
主分类号: | H01G11/32 | 分类号: | H01G11/32;H01G11/68;H01G11/86 |
代理公司: | 太原市科瑞达专利代理有限公司 14101 | 代理人: | 刘宝贤 |
地址: | 030001 山*** | 国省代码: | 山西;14 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 石墨 电容 电极 浆料 制备 方法 应用 | ||
1.一种石墨烯/电容炭电极浆料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将石墨烯与电容炭置于球磨机或砂磨机中,与氧化锆球一起球磨,进行初混,得到初混料,其中球料重量比5-20:1、转速30-200 转/分钟、球磨时间为5-30分钟;
(2)在步骤(1)的初混料中加入干冰,干冰加入量为初混料质量的0.1%-5%,密封后以转速300-1500 转/分钟继续混合球磨1-5小时,得到干混料,以实现石墨烯与电容炭的均匀混合;
(3)将步骤(2)干混料释放CO2,并逐渐加入粘结剂搅拌0.5小时-10小时,之后加入去离子水调节所制浆料的粘度为1-9 Pa·s,得到石墨烯/电容炭电极的浆料,得到的石墨烯/电容炭电极浆料是由去离子水和固体成分组成,其质量比为去离子水50%-90%,固体成分10%-50%,固体成分为石墨烯、电容炭和粘结剂,三者所占全部固体成分的质量比分别为:0.1%-20%、73%-96%、3%-7%;
所述的石墨烯为化学氧化还原法、化学气相沉积法、机械剥离法、外延生长法或液相插层方法所制备的单层石墨烯、2-10层石墨烯或N、P、S元素掺杂石墨烯中的一种或几种;
所述的电容炭是指煤基、石油焦、树脂类或生物质类前驱体经过炭化、活化处理得到的多孔炭材料;
所述的电容炭的平均孔径在0.7 nm-8 nm之间,比表面积介于800 m2/g-3500 m2/g;
所述的粘结剂为聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、酚醛树脂、羧甲基纤维素、聚偏氟乙烯、环氧树脂、丁苯橡胶中的一种。
2.如权利要求1所述方法制得的一种石墨烯/电容炭电极浆料的应用,其特征在于包括如下步骤:
(1)将所得到的石墨烯/电容炭电极浆料利用涂布机在铝箔上进行双面涂布,铝箔厚度为12-40 μm,浆料在铝箔上涂覆厚度为30-280 μm;
(2)将双面涂布了石墨烯/电容炭浆料的铝箔进行烘干处理去除水分,将含水量控制在500 ppm以下,进一步辊压处理将单面涂覆层厚度控制在20-150 μm后,得到用于超级电容器的石墨烯/电容炭电极片。
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