[发明专利]一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法，以氧化石墨烯作为导电添加剂，制备氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；然后在真空、惰性气氛或还原性气氛下利用微波辐照处理技术将氧化石墨烯原位快速还原，制备还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；最后采用还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料与粘结剂配合制备电极。微波辐照处理的微波功率选择150~1500W，微波辐照处理时间在5~120s。微波功率选择微波辐照处理3~10s开始出现剧烈放电现象时的微波功率。使用氧化石墨烯直接作为导电添加剂有效提高氧化石墨烯与电极材料、导电碳之间的均匀分散，避免了分散剂的引入。

技术领域

本发明属于电化学储能电极制备领域，涉及一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法。

背景技术

为提高超级电容器等电极的导电性，需要在电极制备过程中加入适量导电剂以提高电极的导电性。石墨烯是一种具有多优良性能的二维材料，如高的比表面积、导电性、导热性，以及很强的机械性能和出色的稳定性，因此，在作为导电添加剂来提高电极导电性上具有很重要的作用。但石墨烯往往具有很差的分散性，容易团聚在一起，从而在电极制备过程中，很难均匀的分散在电极片的表面。因此，将石墨烯用于超级电容器的导电添加剂时，对比电容和离子传输（倍率）提高的能力往往得不到充分的发挥。因此，石墨烯一般会被加工成分散性良好的石墨烯浆料，然后用于超级电容电极的制备。石墨烯浆料的制备会用到各种化学分散剂，提高石墨烯在溶剂中的分散性，从而会在超级电容电极中引入不必要的组分，这些分散剂组分没有超容活性，虽然含量较低，也会对超容电极的导电性和容量有一定的不良影响。因此，在不使用分散剂的条件下，制备石墨烯分散良好的超级电容电极是石墨烯用作超级电容导电添加剂的一个重要目标。

发明内容

本发明实施例的目的在于利用氧化石墨烯的优良分散性，配合微波快速还原技术，提供一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法，以解决目前采用石墨烯浆料作为电极导电添加剂制备的电极中引入了没有超容活性的分散剂组分而影响超容电极的导电性和容量的问题。

本发明实施例所采用的技术方案是：一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法，以氧化石墨烯作为导电添加剂，制备氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；然后利用微波辐照处理技术将氧化石墨烯原位快速还原，制备还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；最后采用还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料与粘结剂配合制备电极。

进一步的，所述的一种氧化石墨烯作电极导电添加剂的电极制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、选择分散氧化石墨烯的溶剂，并将氧化石墨烯均匀的分散到所选溶剂中制得分散液A；

步骤S2、将电极材料、导电碳依次分散至分散液A中制成分散液B；

步骤S3、将分散液B中的溶剂挥发掉，研磨后得到氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；

步骤S4、对氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合电极材料粉末做压实处理后，进行微波辐照处理，制得还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料；

步骤S5、将粘结剂溶液加入还原氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料中并超声搅拌分散，制得超级电容器浆料；

步骤S6、在集流体上涂覆超级电容器浆料并烘干，制备得到电极极片。

进一步的，步骤S3研磨得到的氧化石墨烯、电极材料、导电碳的均匀混合材料中，电极材料、氧化石墨烯和导电炭的质量比为（93~97.5）：（0.5~2）：（2~5）。

进一步的，步骤S5制得固含量在20~50%之间的超级电容器浆料，超级电容器浆料中粘结剂的质量分数为2~5%。

进一步的，步骤S4微波辐照处理的微波功率选择150~1500W，微波辐照处理时间在5~120s。

进一步的，步骤S4的微波功率选择微波辐照处理3~10s开始出现剧烈放电现象时的微波功率。