[发明专利]石墨烯/离子液体复合电极及其制备方法与电容器

权利要求书

1.一种石墨烯/离子液体复合电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a) 制备石墨烯与离子液体混合物：取插层石墨加入到装有离子液体的容器中，超声后进行剥离，即得到石墨烯与离子液体混合物；

(b) 制备石墨烯/离子液体复合电极：取所述石墨烯与离子液体混合物放到模具里，对模具恒定施加压后保持此压力直到冷却至室温，取出样品，再在所述样品任一面喷涂厚度为2～5um的金属膜，即得到单面喷涂金属膜的块状石墨烯/离子液体复合电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述插层石墨制备方法如下：将石墨压制成石墨片作为工作电极，以铅板作为对电极，Hg/Hg₂SO₄作为参比电极，插层剂作为电解液，将所述工作电极、所述对电极、所述参比电极放入电解池并完全浸泡在所述电解液中，并采用不锈钢片作为集流体，在5～100mA/cm²的电流密度下进行反应1～20小时，经清洗干燥后可得到纯净的插层石墨。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨为天然石墨、人造石墨、膨胀石墨中的一种，所述石墨片尺寸为75×40×7mm³。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述插层剂为甲酸、乙酸、丙酸、硝酸、硝基甲烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述插层石墨与所述离子液体的质量体积比为1g：（10～100）ml；所述离子液体的温度为150～300℃；所述超声功率为1000～2000w、剥离时间为10～100分钟。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体为：1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑碘盐、1-乙基-2,3-二甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1,2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1,2-二甲基-3-乙基咪唑溴盐、1,2-二甲基-3-乙基咪唑氯盐、1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，选取的所述石墨烯与离子液体混合物的重量为20～60g，所述模具的长宽尺寸分别为200mm×300mm，所述金属膜为铜膜或铝膜。

8.一种权利要求1至7任一所述的制备方法制得的石墨烯/离子液体复合电极。

9.一种电容器，包括由复合电极、离子液体膜、复合电极按顺序层叠组成的电芯、用于纳置所述电芯的密闭壳体，以及加注在密闭壳体的电解液，所述复合电极片未喷涂所述金属膜的一面与所述离子液体膜相接触，其特征在于，所述复合电极片为权利要求8所制备的石墨烯/离子液体复合电极。

10.根据权利要求9所述的电容器，其特征在于，所述离子液体膜采用薄膜涂覆器制备而成，厚度为3～10um，长宽为300mm×200mm；制备所述离子液体膜的材料与所述步骤(a)中选用的离子液体相同。