[发明专利]石墨烯-离子液体复合材料及超级电容器的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

将石墨压制于不锈钢集流体上作为工作电极，以铅板为对电极，Hg/Hg₂SO₄为参比电极，插层剂为电解液，将所述工作电极、对电极和参比电极置于所述电解液中，在电流密度为5~100mA/cm²、室温下反应1~20小时，过滤反应后的电解液，经清洗、干燥后得到插层石墨；

将所述插层石墨置于-252~-170℃的温度下进行冷冻处理0.5~5分钟；及

在搅拌条件下将经冷冻处理后的插层石墨转移至温度为200~300℃的离子液体中并保持10~300分钟，然后冷却至室温，得到石墨烯-离子液体复合材料，其中，所述插层石墨与所述离子液体的质量体积比为1g:10mL~100mL。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述插层剂为甲酸、乙酸、丙酸、硝酸和硝基甲烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，将所述插层石墨置于-252~-170℃的温度下冷冻处理的步骤为将所述插层石墨置于液氮、液氩或液氢中。

4.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，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-乙基咪唑氯盐和1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述干燥为在真空干燥箱内60~80℃下处理12~24小时。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速度为100~1000转/分钟。

7.根据权利要求1所述的石墨烯-离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨为天然磷片石墨或人造石墨。

8.一种超级电容器的制备方法，其特征在于，包括：

按照权利要求1所述的制备方法制备石墨烯-离子液体复合材料；

将所述石墨烯-离子液体复合材料置于模具中，对所述石墨烯-离子液体复合材料施加恒定压力至所述石墨烯-离子液体复合材料冷却至室温，得到石墨烯-离子液体复合电极片；及

将隔膜浸泡在离子液体中后取出，得到含有离子液体的隔膜；按照所述石墨烯-离子液体复合电极片、含有离子液体的隔膜和石墨烯-离子液体复合电极片的顺序依次层叠组装得到电芯，并在所述电芯外包覆壳体，得到超级电容器。

9.根据权利要求8所述的超级电容器的制备方法，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-乙基咪唑氯盐和1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述压力为20~30MPa。