[发明专利]一种石墨烯电极片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将比表面积为100～1000m²/g的石墨烯加入至强酸中于60～80℃回流12～24h，制得带有含氧官能团的石墨烯，水洗，过滤，取滤渣干燥后制得羧基化石墨烯；

(2)取羧基化石墨烯加入至极性溶剂中进行超声分散1～24h，制得浓度为0.1～5mg/ml的羧基化石墨烯分散液；

(3)取金属盐Mg(NO₃)₂·6H₂O、Mg(SO₄)₂·7H₂O或Fe(NO₃)₃·9H₂O加入至羧基化石墨烯分散液中制成电解液，电解液中羧基化石墨烯表面带负电的含氧官能团与金属盐的阳离子反应后带上正电，将两块集流体插入电解液中，分别连接恒压电源的正负极，接通电源，带正电的羧基化石墨烯通过电沉积作用沉积在负极连接的集流体上形成石墨烯薄膜，电沉积的反应时间为0.5～2h，工作电压为20～30V；

(4)关闭电源，从电解液中取出沉积有石墨烯薄膜的集流体放入马弗炉中，在还原性的气氛中500～1000℃还原0.5～5h，制得石墨烯电极片。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯与强酸的固液比为0.1～2g∶100ml。

3.如权利要求1或2所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中强酸为质量分数为70％的浓硝酸，或者为质量分数为50～68％的浓硝酸与质量分数为80～98％的浓硫酸按照体积比为1～3∶1混合制得。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中干燥的温度为60～80℃。

5.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的极性溶剂为蒸馏水、二甲基酰胺或乙醇，又或者是蒸馏水与甲醇的混合物。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中石墨烯薄膜的厚度为10～50μm。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中集流体为金箔、铂片、铝箔或镍箔。

8.如权利要求1所述的一种石墨烯电极片的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中还原性气体为氢气与氩气的混合气体，或氢气与氮气的混合气体，氢气占混合气体的体积百分数为5％～10％。

9.一种石墨烯电极片，其特征在于，所述石墨烯电极片由权利要求1～8中任一权利要求所述的一种石墨烯电极片的制备方法制得。

10.一种石墨烯电极片在超级电容器方面的应用，其特征在于，所述石墨烯电极片由权利要求1～8中任一权利要求所述的一种石墨烯电极片的制备方法制得。