[发明专利]自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法及其应用于柔性超级电容器

权利要求书

1.一种自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过调控电压和两石墨电极间距的电解法制备表面氧化且内部结晶的石墨烯纳米片，其中，电解液为1M(NH₄)₂SO₄，电压值为±10V，预处理后的两电极相对放置于电解液中，电极间距为3～30cm；

(2)将所制得的石墨烯纳米片以去离子水为溶剂，配制浓度为10～30mg/ml，粘度为20～30mPa·s的石墨烯浆料，在基底表面经刮刀涂布和蒸发自组装，制得自支撑石墨烯薄膜；

(3)以激光雕刻机将石墨烯薄膜图案化为任意形状的自支撑柔性石墨烯薄膜。

2.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述预处理，是在开始电解前，将两端电极在2V电压下，预处理30～60min，预处理过程中电极浸入电解液速率为5mm/min，预处理结束后，取出并挤压出电极内部的电解液。

3.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中将预处理完的电极重新浸入电解液中，相对放置，电解过程中电压及电极间距控制参数如下表：

其中，电压为周期2s的方波电压，重复循环以上四个阶段直至电极完全电解剥落。

4.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的配制石墨烯浆料，高速分散机混合，转速为800～1500r/min，时间为2.5～3.5h，其中转速分为两次调控，第一阶段：800～1000r/min搅拌1～1.5h；第二阶段：1000～1500r/min搅拌1.5～2h。

5.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述刮刀涂布，涂布的厚度0.5～6.0mm。

6.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述蒸发自组装的温度25～60℃，干燥时间1～4h。

7.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述基底为丙纶单丝工业滤布。

8.根据权利要求1所述的自支撑柔性石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述激光雕刻机，为家用激光雕刻机，激光功率10～20W,雕刻精度为0.5μm，雕刻速度为5～15cm/min。

9.一种根据权利要求1-8任一所述方法制备得到的自支撑柔性石墨烯薄膜的应用，其特征在于：将其应用于柔性自支撑超级电容器电极。