[发明专利]一种掺杂碳化C60

说明书

一种掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合电极材料的制备方法，本发明涉及石墨烯气凝胶复合材料电极材料日的制备方法。本发明是要解决现有的石墨烯气凝胶强度低、比表面积小、电阻偏大的技术问题。本方法：先制备碳化C₆₀微带；将氧化石墨烯分散液调节pH值后，加入抗坏血酸，再加入碳化C₆₀微带混合均匀后，水热反应，得到掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯水凝胶；经透析、冷冻干燥后，得到掺杂C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合电极材料。该材料在0.5A/g的电流密度下的比电容为150～153F/g，且具有很好的倍率性能，在1000次充电/放电后也基本无容量损失，电阻仅0.38～0.40Ω。可用作电池领域。

技术领域

本发明涉及一种掺杂C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合材料电极材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯具有优异的电学、光学、力学等性能，但是片状的石墨烯直接作为电极材料存在着种种问题，如容易团聚、受自然条件约束的影响不能制备较大的石墨烯片层等缺点。这些缺点严重限制了石墨烯在电池方面的应用，因此减少石墨烯片层的堆积就变得尤为重要。目前制备石墨烯气凝胶是一种得到具有较大的比表面积的多孔石墨烯宏观结构的一种途径。如申请号为201810033667.X的中国专利公开了一种制备石墨烯气凝胶的方法，该方法是将石墨烯浆料或分散液进行冷冻处理得到冰颗粒，然后再冷冻干燥，得到气凝胶粉末，该粉末的振实密度为21～71mg/mL。该方法得到的气凝胶粉末强度低，比表面积小。利用这种石墨烯气凝胶制备电极时，电阻偏大，其电极的比电容较小。

发明内容

本发明是要解决现有的石墨烯气凝胶强度低、比表面积小、电阻偏大的技术问题，而提供一种掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合电极材料的制备方法。

本发明的掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合电极材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、制备碳化C₆₀微带：

将异丙醇滴加入至C₆₀的CS₂溶液中，在室温下静置，在异丙醇与CS₂的两相中间形成C₆₀微带，将其取出并真空干燥，然后放入管式炉中，在氮气保护下加热到800℃～1000℃并保温2～2.5h，得到碳化C₆₀微带；

二、将氧化石墨烯分散到去离子水中，配置成质量浓度为2～7mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后将氧化石墨烯分散液用氨水调节pH值为8～11，再加入抗坏血酸做还原剂，得到混合液；将碳化C₆₀微带加入到混合液中混合均匀，再转移到反应釜中，在温度为 150～160℃的条件下水热反应10～18h，得到掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯水凝胶；

三、将步骤二得到的掺杂碳化C₆₀微带的石墨烯水凝胶放在质量百分浓度为10％～30％的乙二醇水溶液中进行透析，然后冷冻干燥，得到掺杂C₆₀微带的石墨烯气凝胶复合电极材料。