[发明专利]制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法

权利要求书

1.一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，是通过等离子体增强化学气相沉积法制备石墨烯衬底薄膜材料，再通过电化学沉积的方法复合氢氧化镍活性材料，实现石墨烯-氢氧化镍的原位-零添加复合，该方法主要包括以下步骤：

步骤A：利用PECVD技术，在作为超级电容器集电极的基底材料即石墨烯薄膜的载体上沉积石墨烯薄膜；

步骤B：将步骤A中制备的集电极-石墨烯衬底材料置于电解池中，以硝酸镍溶液为电解液，所制备的石墨烯衬底材料为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，进行电化学沉积氢氧化镍；

步骤C：控制电化学沉积的温度、时间及沉积电流或电位，在石墨烯基体上制备氢氧化镍，从而得到复合电极材料。

2.如权利要求书1所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，在步骤A中，所制备的石墨烯薄膜，采用PECVD技术制备，反应的前躯体为碳源气体和氢气，在基底材料上原位生长石墨烯薄膜材料。

3.如权利要求书1所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，在步骤A中沉积石墨烯薄膜所用基底，选自包括泡沫镍、镍片金属材料，同时作为超级电容器的集电极使用，沉积过程中所用保护气体优选氢气还原性气体，流速10-20sccm，sccm为标准状态毫升每分，压强在100-200Pa范围；气相沉积过程中反应气体为碳源气体，优选甲烷。

4.如权利要求书1所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，在步骤A中，反应温度在700-800℃之间，当到达反应温度后即通入烃类气体并进行射频等离子体反应，射频功率在150-200W之间，反应时间控制在30-40min范围。

5.如权利要求书1所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，在步骤B的电化学沉积阶段，所选用的工作电极来自于PECVD方法所制备的含碳基底，即化学气相沉积生长的碳材料，以石墨烯薄膜为主的泡沫镍等碳材料载体，硝酸镍溶液的浓度在0.1-1M之间，M，为每升溶液含有的溶质物质的摩尔数，电化学沉积过程优选恒电流阴极沉积，沉积电流密度优选1-4mA/cm²，沉积时间控制在3-12min。

6.如权利要求书1所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，在步骤C的电化学阶段，氢氧化镍与石墨烯的结合无需粘结剂、导电剂，温度优选室温。

7.如权利要求书6所述的一种制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，其特征在于，所制备复合电极材料全过程中不进行任何粘结处理、物质添加以及包括退火后续操作。