一种超级电容器集流体专用石墨烯复合导电剂及制备方法

摘要

本发明提供一种超级电容器集流体专用石墨烯复合导电剂及制备方法。采用高压脉冲射流技术将石墨进行机械剥离获得石墨烯的同时完成金属纳米粒子的合成，随即石墨烯与金属纳米粒子进行自组装，本发明提供上述方法克服了现有技术中存在因石墨烯团聚导致集流体的导电能力差，不能充分发挥石墨烯材料高导电的性能优势的缺陷，提高石墨烯的分散性，进而提高集流体中石墨烯和金属纳米粒子接触面积，增加集流体中电子的输运能力，由此提高集流体导电能力。此外，本发明中生产原料成本低廉，易于存储，安全性高，适合大规模工业化生产。

主权项

一种超级电容器集流体专用石墨烯复合导电剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：（1）将金属盐与石墨置于不锈钢反应釜中，加入去离子水，加热至80‑90℃，保温7‑12 小时，搅拌均匀，静置冷却至室温，得到金属离子插层的石墨化合物分散液；其中，所述金属盐、石墨和去离子水的重量份数比为（3‑10）:（10‑17）:80；（2）将氨水、油酸、分散剂、溶剂混合，搅拌均匀，制备成阴离子表面改性溶液，其中，氨水、油酸、分散剂和溶剂的重量份数比为（40‑46）:（52‑58）:（0‑2）:100；（3）将所述金属离子插层的石墨化合物分散液加入到所述阴离子表面改性溶液中，其中，所述金属离子插层的石墨化合物分散液与所述阴离子表面改性溶液的质量比为(50‑85）:100，然后进行超声处理，得到预剥离的表面改性石墨化合物分散液；（4）将所述预剥离的表面改性石墨化合物分散液加入高压脉冲射流机中，控制驱动压力为70‑100MPa，采用对向射流装置，第一喷射口中石墨颗粒在射流体中被加速，相互高速碰撞，与所述第一喷射口不同的第二喷射口中喷射出NaBH₄溶液，金属盐与剪切剥离获得的石墨烯同时自组装，并发生金属盐的还原反应，经干燥，电弧熔融，得到分散稳定的颗粒状石墨烯复合导电剂。