[发明专利]一种3D石墨烯化碳正极全电池及其制备方法

权利要求书

1.一种3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，以石墨纸和含碳导电胶为原料，在石墨纸的一面涂覆一层含碳导电胶，烘干固化，形成石墨纸与含碳导电胶层复合的电极材料；石墨纸的另一面分为极耳区、电池反应区以及其余部分作为第三区，将第三区涂覆疏水胶进行封闭固化；将电池反应区进行石墨烯化处理，制成石墨烯化碳正极；以制成的石墨烯化碳电极作为正极，以铝箔、镁板、镁合金板、锌板或镀锌复合板为负极，注入电解液，组装成全电池；

所述石墨烯化处理是先进行微机械处理，再进行电化学膨胀处理或CV扫描处理中以将石墨纸处理以形成石墨烯；

微机械剥离是用胶带对电池反应区反复粘贴1-100次，直到与含碳导电胶结合不牢的石墨被去除，留在含碳导电胶层上的石墨部分石墨烯化，即为第一石墨烯化；所述的电化学膨胀处理是将电池反应区作为正极，1M-20M的硫酸溶液为电解质溶液，对电极为碳电极、铂电极或铅电极，通直流电，表面石墨脱落，留在含碳导电胶层上的石墨部分石墨烯化，即为第二石墨烯化；

所述CV扫描处理是将电池反应区作为正极，1M-20M的硫酸溶液为电解质溶液，对电极为碳电极、铂电极或铅电极，参比电极为硫酸亚汞电极，进行CV扫描，表面石墨脱落，留在含碳导电胶层上的石墨部分石墨烯化，即为第三石墨烯化。

2.如权利要求1所述的3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，所述铝箔为负极时，电解液为三乙胺盐酸盐与无水氯化铝的混合溶液，组装成的全电池为碳-铝全电池；

所述镁板或所述镁合金板作为负极时，电解液为全苯基络合物–氯化铝双盐电解质溶液，组装成的全电池为碳-镁全电池；

所述锌板或所述镀锌复合板为负极时，电解液为氢氧化钾溶液，组装成的全电池为碳-锌全电池。

3.如权利要求1所述的3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，所述直流电的电压为0.1V-30V，电流0.1mA/cm²-1000mA/cm²，通电时间为1s-3600s。

4.如权利要求1或3所述的3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，其中，CV扫描对硫酸亚汞电极电压为0V-2V，扫描速率为(0.1*10^-9-10*10^-8)V/S，扫描圈数1-100。

5.如权利要求1所述3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，所述石墨纸为天然膨胀石墨纸或人工石墨纸；所述含碳导电胶的碳源为石墨粉、碳纳米管或石墨烯粉体，所述含碳导电胶的胶源为有机亲水胶、有机疏水胶、无机亲水胶或无机疏水胶。

6.如权利要求1所述3D石墨烯化碳正极全电池制备方法，其特征在于，将电池反应区进行石墨烯化处理之后还包括，将电池反应区作为电池正极阳极氧化化成，形成容量，制成石墨烯化碳正极；所述石墨烯化碳正极包括部分石墨烯、以及被氧化为氧化石墨烯或导电碳氢氧化合物，具有电池或电容的储电容量达0.1mAh/cm²以上；在1M-10M硫酸溶液中相对于标准氢电极的电极电势为0V-3V。