[发明专利]掺氮石墨烯/离子液体复合电极及其制备方法与电容器

权利要求书

1.一种掺氮石墨烯/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) 制备掺氮石墨烯与离子液体混合物：将氧化石墨加入到离子液体溶剂中均匀混合后，加入掺氮剂，依次进行超声和离心操作，得到掺氮石墨烯与离子液体混合物；

(b) 制备掺氮石墨烯/离子液体复合电极：取所述掺氮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掺氮石墨烯/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，所述氧化石墨制备方法如下：将石墨粉加入浓硫酸中，再加入高锰酸钾，控制温度在10℃以下搅拌，再在室温水浴中搅拌后，在冰浴条件下缓慢加入去离子水，15 min 后再加入含有浓度为30%双氧水的去离子水，抽滤后再用浓度为10%的盐酸进行洗涤、抽滤，直到滤液呈中性后即得到所述氧化石墨。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨粉为天然石墨、人造石墨、膨胀石墨中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述离子液体温度为150～300℃；所述掺氮剂为工业氨水或尿素；所述氧化石墨、所述离子液体及所述工业氨水的质量体积比为1g：（10～100）ml：（5～50）mL，或所述氧化石墨、所述离子液体及所述尿素的质量体积比为1g：（10～100）ml：（1～20）g；所述超声是在1000～2000w的微波炉里进行的，所述剥离的时间为10～300分钟；所述离心的速度为1000～5000转/分钟、时间为1～30分钟。

5.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。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，选取的所述掺氮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。

7.一种权利要求1至6任一所述的制备方法制得的掺氮石墨烯/离子液体复合电极。

8.一种电容器，包括由复合电极片、离子液体膜、复合电极片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7所制备的掺氮石墨烯/离子液体复合电极。

9.根据权利要求8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。