[发明专利]石墨烯基复合电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基复合电极材料，包括石墨烯基体和聚合物组分，其特征在于，所述石墨烯基体是由石墨烯衍生物的片层结构自组装搭接形成三维的多孔结构，孔隙率为10%~95%；所述聚合物组分填充于所述石墨烯基体的多孔结构中，并与所述石墨烯基体原位聚合。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述石墨烯基体与所述聚合物组分之间通过化学键连接。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述石墨烯基复合电极材料的厚度为10μm~400μm，所述石墨烯基复合电极材料中石墨烯基体所占的质量分数为20%~99%。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述石墨烯复合电极材料的密度为1.2~1.5g/cm³。

5.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述石墨烯基复合电极材料中还包括粘结剂及辅助组分，所述粘结剂为聚四氟乙烯；所述辅助组分选自导电炭黑、碳纳米管、超级导电碳、科琴黑、导电石墨中的至少一种，所述辅助组分在所述石墨烯基复合电极材料中的质量百分含量小于等于0.2wt%。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述石墨烯衍生物具有含氧功能团，该石墨烯衍生物选自氧化石墨烯、改性石墨烯中的至少一种，所述石墨烯衍生物的片层数为1~1000，平面尺寸半径为1nm~1cm。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述聚合物组分为聚合物单体或/和聚合物，所述聚合物单体选自噻吩、吡咯、苯胺中的至少一种，所述聚合物选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述聚合物组分的浓度为0.013-0.32mol/L，所述聚合物组分为薄膜状结构，所述聚合物组分沿着所述石墨烯衍生物的片层表面生长。

9.一种石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将石墨烯衍生物溶液进行水热处理，得到具有三维的多孔结构的石墨烯基体；

将上述反应制得的石墨烯基体浸泡在溶有聚合物组分的溶液中，使得所述石墨烯基体的片层表面吸附所述聚合物组分；随后加入氧化剂，使得所述聚合物组分与所述石墨烯基体之间发生原位聚合反应，得到石墨烯复合材料；

将上述反应制得的石墨烯复合材料与还原剂进行还原反应，反应完成后加入去离子水清洗，并经过真空干燥处理，得到石墨烯复合电极材料。

10.如权利要求9所述的石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物组分的浓度为0.013-0.32mol/L，所述聚合物组分为聚合物单体或/和聚合物，所述聚合物单体选自噻吩、吡咯、苯胺中的至少一种，所述聚合物选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的至少一种。

11.如权利要求9所述的石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂选自三氯化铁、双氧水、重铬酸钾、铝酸盐、过硫酸铵中的一种。

12.如权利要求9所述的石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自水合肼、氢碘酸、柠檬酸钠、亚硫酸氢钠中的一种。