[发明专利]石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法及应用

权利要求书

1.一种石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将氧化石墨烯和四水合乙酸钴超声混合得到氧化石墨烯/乙酸钴分散液；

（b）将氧化石墨烯/乙酸钴分散液滴涂在PET或者PI基底上，在室温下晾干后得到氧化石墨烯/乙酸钴薄膜；

（c）在扫描振镜配套的控制软件中设置要加工的图案以及相应的扫描速度和扫描间距，通过与激光器相连接的计算机设置激光参数；

（d）在空气中利用激光器和扫描振镜在氧化石墨烯/乙酸钴薄膜上进行激光直写，得到图案化石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜，直写的图案包括矩形和叉指形状；

所述步骤（d）中激光直写制备石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜的参数如下：光斑直径为86 μm、激光功率为0.8 W、激光波长为532 nm或者1064 nm、扫描速度为150~550 mm/s、直线填充的间距为12~24 μm、激光器为皮秒激光器和纳秒激光器。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法，其特征在于，所述步骤（a）中氧化石墨烯/乙酸钴分散液的制备过程如下：将0.6 g氧化石墨烯与0.3~1.2g四水合乙酸钴的混合物加入60 ml去离子水中，使用超声波细胞粉碎机超声分散4h。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法，其特征在于，所述步骤（b）中氧化石墨烯/乙酸钴薄膜的制备过程如下：将氧化石墨烯/乙酸钴分散液滴涂到PET或者PI基底的表面，室温下自然干燥不少于24 h。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法，其特征在于，所述步骤（d）进行激光直写时，首先将氧化石墨烯/乙酸钴薄膜固定在扫描振镜的加工区域，接着按照步骤（c）设置的图形和激光参数进行直写得到图案化的石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜，然后调整激光参数以去除多余的氧化石墨烯/乙酸钴。

5.一种石墨烯/Co-CoO复合电极材料的应用，其特征在于：使用权利要求1所述一种石墨烯/Co-CoO复合电极材料的激光制备方法制备的叉指形状石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜、导电银浆、铜箔、RTV硅橡胶和聚乙烯醇/磷酸凝胶电解质制备微型超级电容器。

6.根据权利要求5所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的应用，其特征在于，所述的微型超级电容器的制备过程如下：首先使用导电银浆将裁剪好的铜箔粘接在叉指形状石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜的两侧作为集流体并干燥，接着使用RTV硅橡胶对铜带和导电银浆进行封装并干燥，然后将聚乙烯醇/磷酸凝胶电解质滴涂到叉指形状石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜的表面并在室温下自然干燥不少于24 h。

7.根据权利要求5所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的应用，其特征在于：所述的聚乙烯醇/磷酸凝胶电解质是通过将3 g聚乙烯醇和6 g磷酸的混合物在30 mL去离子水中于85 ℃连续搅拌1h而制得的。

8.根据权利要求5所述的石墨烯/Co-CoO复合电极材料的应用，其特征在于，所述的叉指形状石墨烯/Co-CoO复合电极材料薄膜的结构如下：由12个叉指组成，每个极性6个，每个叉指长度为5 mm，宽度为1 mm，相邻叉指之间的间距为200 μm，电极两侧连接集流体区域的宽度为3 mm。