一种提高石墨烯基超级电容器的比电容的方法

摘要

本技术发明涉及一种能够提高石墨烯超级电容器的比电容的方法。用石墨烯制备超级电容器的电极，理论上电容量可达550F/g。但是由于材料的性质和制备技术等原因，通常得到的比电容在150‑300F/g之间。本发明首次在液晶态的氧化石墨烯水溶液中掺入氯化钠和尿素，然后刮刀涂布成膜，水热还原之后得到薄膜作为超级电容器的电极。所添加的物质在水热还原氧化石墨烯薄膜的过程中可以同时阻止石墨烯片层的石墨化堆积和实现掺氮，从而在使用水系电解液时比电容超过400F/g，属于较高水平。本方法制备石墨烯超级电容器的电极厚度均匀、可控性强、操作简单，而且所用原材料廉价、方法绿色环保。我们采用的刮刀涂布法制备薄膜，可以进一步工艺改进，用于工业化生产。

主权项

一种提高石墨烯基超级电容器的比电容的方法，其特征在于薄膜电极的制备方法与步骤。1)以膨胀石墨作为原料，利用改进的Hummer’s法来制备氧化石墨烯。浓缩静置一周得到液晶态氧化石墨烯。2)在液晶氧化石墨烯的水溶液中添加尿素和氯化钠，按照氧化石墨烯:尿素:氯化钠＝1:3:3的质量比。磁力搅拌和超声分散之后得到均匀的混合溶液。3)将混合分散液在基底上刮刀涂布成膜，然后浸没入丙酮中去除部分水分同时凝结胶状薄膜，取出于空气中干燥。4)将干燥的薄膜放入装有特定浓度的氨水的反应釜中，溶液PH范围为10‑13，烘箱中180度水热还原3小时，随后自然冷却。5)反应结束后，将得到的柔性还原氧化石墨烯薄膜置于去离子水中反复清洗，即可得到可以组装大比电容的石墨烯基超级电容器的电极材料。