[发明专利]石墨烯的制造

权利要求书

1.一种制造高质量石墨烯的方法，其步骤包括：

a.提供电化学电池，其中该电化学电池包含：

i.一个以上的工作电极；

ii.一个以上的相对电极；及

iii.包含不同尺寸的层离离子的多种组合的水性电解质；

b.层离该工作电极以制造高质量石墨烯；

其中该层离离子的多种组合逐步地、一种层离离子的组合接着另一种层离离子的组合使用；

其中该层离离子是通过在水性媒质中使用盐产生的；并且

其中该高质量石墨烯具有为目标应用设计的特征，并且具有微米范围的薄片形态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中层离离子的多种组合包含Na⁺、K⁺、Li⁺、NR₄⁺与SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-、PO₄^3-、ClO₄^-的组合，其中R=氢、有机部分或氢与有机部分的混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该水性电解质的温度低于100℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其中该水性电解质的温度低于90℃。

5.根据权利要求4所述的方法，其中该水性电解质为环境温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中该工作电极包含热解石墨、天然石墨、合成石墨、插层碳材料、碳纤维、碳薄片、碳小板、碳颗粒或其组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中该工作电极从碳粉或薄片，将其压缩在一起形成薄片、棒、丸粒或其组合而制造。

8.根据权利要求6所述的方法，其中该工作电极通过电化学处理、热处理、超声波处理、等离子体处理、空气或真空处理及其组合进行预处理。

9.根据权利要求1所述的方法，其中该相对电极包含惰性导电金属、非金属导体及其组合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中该相对电极包含铂、钛、高质量钢、铝、石墨或玻璃碳。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在水性电解质中对这些电极施加0.01~200伏特的电压。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在水性电解质中对这些电极施加1~50伏特的电压。

13.根据权利要求12所述的方法，其中对该水性电解质施加1~30伏特的电压。

14.根据权利要求1所述的方法，其中对该石墨烯进行设计的特征包含尺寸、纵深比率、边缘清晰度、表面官能化、层数及其组合。

15.根据权利要求1所述的方法，其中该石墨烯能从电解电池连续移出及连续制造。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所施加的电压具有交变极性。

17.根据权利要求16所述的方法，其中该交变极性能由负载循环所特定或为斜坡式。

18.根据权利要求1所述的方法，其中该电极设置在隔离的薄膜封合体或袋子中。