[发明专利]一种高导电可拉伸海绵状石墨烯基电极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高导电可拉伸海绵状石墨烯基电极材料的制备方法，采用化学气相沉积法在泡沫金属衬底上生长海绵状石墨烯；然后将制备的石墨烯/泡沫金属浸泡在刻蚀溶液中，通过控制刻蚀溶液的浓度和温度以获得石墨烯/金属颗粒混合结构，将其从刻蚀溶液中捞出，清洗，用预拉伸的3M可拉伸胶带覆盖在石墨烯表面将其捞出并自然晾干，然后让覆盖柔性石墨烯/金属颗粒混合结构的预拉伸弹性衬底慢慢恢复到原来的长度或面积，依此来制备一种自组装皱褶的可拉伸石墨烯/金属颗粒混合结构电极材料。本发电极材料可拉伸性能优异，稳定性好，电导率高，成本低且可控，可实现大规模生产，有极大应用价值。

主权项

一种高导电可拉伸海绵状石墨烯基电极材料的制备方法，其特征是，包括步骤如下：(一)化学气相沉积方法在泡沫金属上制备海绵状石墨烯材料将泡沫金属放入真空反应炉加温区中，抽真空，同时加热，将氢气注入真空反应炉中，加热到预定温度100‑500℃后恒温10‑30分钟然后进行退火，再加热到预定温度900‑1100℃后，将碳源通入真空反应炉，同时保持氢气流量不变，生长5‑180分钟后关闭气体并降至室温即可得到直接沉积石墨烯的衬底，即石墨烯/泡沫金属；(二)可拉伸石墨烯/金属颗粒混合结构的制备及其转移将制备的石墨烯/泡沫金属浸泡在刻蚀溶液中，缓慢反应，使大部分泡沫金属被化学置换掉，使其余泡沫金属转变成一个个小的金属颗粒，然后将海绵状石墨烯/金属颗粒混合结构从刻蚀溶液中用印章式捞法捞出，分别在丙酮、酒精和去离子水中清洗，后将预拉伸弹性衬底黏在中空支架上，用同样的印章式捞法转移在预拉伸弹性衬底上，自然晾干，该衬底预拉伸为沿一个方向拉伸到原来长度的1.5到4倍，或者沿两个正交的方向拉伸到原来面积的2到10倍；然后让覆盖柔性石墨烯/金属颗粒混合结构的预拉伸弹性衬底慢慢恢复到原来的长度或面积，依此来制备一种自组装皱褶的可拉伸石墨烯/金属颗粒混合结构；所述印章式捞法具体为：用衬底覆盖在海绵状石墨烯/金属颗粒混合结构上，轻压10‑30秒，然后慢慢从衬底的一个侧面轻轻抬起，利用石墨烯和衬底之间的小的接触力，将石墨烯/金属颗粒混合结构衬底捞出。