[发明专利]石墨烯锂盐、其制备方法、正极电极以及超级电容器

权利要求书

1.一种石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将氧化石墨加入盛有甲醇锂和甲醇的反应器中，室温下超声搅拌反应1～12小时，滤除过量的甲醇和甲醇锂，干燥滤物，得到氧化石墨烯衍生物锂盐；其中，氧化石墨与甲醇锂的质量比为15∶7，每10ml的甲醇中，氧化石墨的加入量为30mg；

S2、将所述氧化石墨烯衍生物锂盐和环氧乙烷在80～150℃、0.2～0.5MPa条件下反应1～10小时，随后蒸发去除过量的环氧乙烷，得到氧化石墨烯环氧乙烷衍生物锂盐；其中，环氧乙烷的加入量为5～30mg，氧化石墨烯衍生物锂盐的加入量为1～5mg；

S3、将氧化石墨烯环氧乙烷衍生物锂盐加入含有金属锂和液氨的容器中，并在-33℃下静置12小时；随后蒸发过量的液氨，并再次往容器加入100ml的甲醇；接着，去除过量的金属锂，最后经过滤得到石墨烯锂盐；其中，金属锂与石墨烯衍生物锂盐的质量比为1∶0.03；石墨烯锂盐具有如下结构式：

2.根据权利要求1所述的石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，步骤S1中，氧化石墨是采用下述步骤制得：

S11、将质量比为2∶1∶1的石墨粉、过硫酸钾和五氧化二磷加入80℃的浓硫酸中，搅拌均匀，冷却6h以上，洗涤至中性，干燥，获得粉末样品；

S12、将干燥后的粉末样品加入0℃的浓硫酸中，随后加入高锰酸钾，于0～20℃下保温混合，然后在35℃的油浴中保持2h后，缓慢依次加入含有去离子水、双氧水，获得混合溶液；

S13、将步骤S12中的混合溶液抽滤处理，随后将滤物再用酸溶液进行洗涤，然后抽滤、真空干燥，即得到所述氧化石墨。

3.根据权利要求2所述的石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述石墨粉与高锰酸钾的质量比为1∶3。

4.根据权利要求2所述的石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述双氧水的质量百分比浓度为30％。

5.根据权利要求2所述的石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，步骤S13中，所述酸溶液为质量百分比浓度为10％的盐酸溶液。

6.根据权利要求1所述的石墨烯锂盐的制备方法，其特征在于，步骤S2中，3mg所述氧化石墨衍生物锂盐和17mg环氧乙烷在120℃、0.3MPa条件下反应6小时，得到石墨烯衍生物锂盐。

7.权利要求1所述的制备方法制得的石墨烯锂盐，其特征在于，该石墨烯锂盐具有如下结构式：

8.一种正极电极，包括集流体，以及涂布在集流体上的正极材料，所述正极材料包括质量比为85∶∶10∶5的正极活性材料、导电剂和粘结剂；其特征在于，所述正极活性材料选用权利要求7所述的石墨烯锂盐。

9.根据权利要求8所述的正极电极，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑，所述粘结剂为PVDF，所述集流体为铝箔或者铜箔。

10.一种超级电容器，其特征在于，该超级电容器采用权利要求8所述的正极电极作为电容器正极。