本發(fā)明涉及電容器材料這一
技術(shù)領(lǐng)域:
,特別涉及到一種經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的制備方法。
背景技術(shù):
:當(dāng)今世界能源的需求主要依賴化工燃料,但化工燃料日益緊缺。人們迫切需要高效、清潔、可循環(huán)利用的新型能源。所以新型可再生能源研究是一個熱點(diǎn)。但是可再生能源,如風(fēng)能、太陽能等可再生能源的利用受季節(jié)、氣象和地域條件的嚴(yán)重影響,因此開發(fā)新型儲能裝置,是有效利用可再生能源的關(guān)鍵問題之一。科學(xué)家們先后發(fā)展了不同類型的電化學(xué)儲能器件,如鋰離子電池、燃料電池、超級電容器等。超級電容器是新型的儲能器件,有顯著的優(yōu)勢:能量密度高,充放電時間短,循環(huán)壽命長。對于一個電容器而言,其核心部分是電極,而電極材料又是決定電極的電化學(xué)性能的關(guān)鍵。根據(jù)超級電容器儲存能量的原理不同,電極材料大概可以分為三類:碳材料(如活性炭、石墨烯等)、金屬氫氧化物或氧化物(如氧化釕、氫氧化鎳、氫氧化鈷、氧化鎳、二氧化錳等)以及導(dǎo)電聚合物(如聚乙炔、聚噻吩等)。近年來,用石墨烯作為電極材料的超級電容器也屢見報道,然而由于碳材料的存儲機(jī)理所限,基于石墨烯納米材料的超級電容器的電容性能并不令人滿意,通常只有100~200f/g。另一方面,雖然導(dǎo)電聚合物材料聚苯胺雖具有比碳材料更高的比電容值,但普通聚苯胺材料的電導(dǎo)率仍較低,且循環(huán)穩(wěn)定性并不理想,這也就直接制約了其現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。因此,為了規(guī)避不同材料的缺點(diǎn)而最終得到具有高比電容且穩(wěn)定的超級電容器,需要開發(fā)一種新的具有較好的協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合材料電極。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的制備方法,該工藝通過將石墨氧化后得到石墨氧化物,再與氧化石墨烯水溶液混合加熱處理,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下高溫處理得到活化產(chǎn)物,再進(jìn)行改性,接著置于反應(yīng)釜中加入去離子水與無水乙醇的混合溶劑、聚乙烯吡咯烷酮和正硅酸丙酯,經(jīng)高溫處理后得到中間復(fù)合物,接著將中間復(fù)合物固化處理、球磨處理、碳化處理,最后再加入乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑,經(jīng)攪拌、涂覆、烘干、輥壓等步驟制成電極片。制備而成的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料,其比容量大、循環(huán)穩(wěn)定性好、電化學(xué)性能穩(wěn)定、能量密度高,具有較好的應(yīng)用前景。同時還公開了由該制備工藝制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料在制備超級電容器中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫15-25min,再加入15-20g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)80-90min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱30-40min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1000-1200℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌3-5次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)2-3h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨2-3h,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照(65-70):(11-13):(7-9):(5-8):(3-5):(2-4)的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在80-130℃的真空干燥箱中烘干8-24h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。優(yōu)選地,所述步驟(4)中球磨后的粉體粒徑小于2μm。優(yōu)選地,所述步驟(5)中碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照68:11:8:7:4:3的比例混合。優(yōu)選地,所述步驟(5)中的導(dǎo)電劑選自乙炔黑、納米碳管碳黑、活性碳中的任意一種。優(yōu)選地,所述步驟(5)中的粘結(jié)劑選自羧甲基纖維素鈉、六氟丙烯、聚乙烯醇中的任意一種。本發(fā)明還提供了由上述制備工藝得到的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料在制備超級電容器中的應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果為:(1)本發(fā)明的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料制備工藝通過將石墨氧化后得到石墨氧化物,再與氧化石墨烯水溶液混合加熱處理,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下高溫處理得到活化產(chǎn)物,再進(jìn)行改性,接著置于反應(yīng)釜中加入去離子水與無水乙醇的混合溶劑、聚乙烯吡咯烷酮和正硅酸丙酯,經(jīng)高溫處理后得到中間復(fù)合物,接著將中間復(fù)合物固化處理、球磨處理、碳化處理,最后再加入乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑,經(jīng)攪拌、涂覆、烘干、輥壓等步驟制成電極片。制備而成的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料,其比容量大、循環(huán)穩(wěn)定性好、電化學(xué)性能穩(wěn)定、能量密度高,具有較好的應(yīng)用前景。(2)本發(fā)明的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料原料廉價、工藝簡單,適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用,實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫15min,再加入15g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)80min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱30min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1000℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌3次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)2h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨2h,所得粉體粒徑小于2μm,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、乙炔黑、羧甲基纖維素鈉按照68:11:8:7:4:3的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在80℃的真空干燥箱中烘干8h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫20min,再加入17g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)85min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱35min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1100℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌4次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)2.5h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨2.5h,所得粉體粒徑小于2μm,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、納米碳管碳黑、六氟丙烯按照68:11:8:7:4:3的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在105℃的真空干燥箱中烘干16h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫25min,再加入20g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)90min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱40min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1200℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌5次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)3h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨3h,所得粉體粒徑小于2μm,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、活性碳、聚乙烯醇按照68:11:8:7:4:3的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在130℃的真空干燥箱中烘干24h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例1(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫15min,再加入15g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)80min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱30min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1000℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌3次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)2h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨2h,所得粉體粒徑小于2μm,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、乙炔黑、羧甲基纖維素鈉按照80:9:12:15:2:6的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在80℃的真空干燥箱中烘干8h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例2(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度85%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫20min,再加入17g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至70℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)85min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為5mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱35min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1100℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌4次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為1.5,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)2.5h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨2.5h,所得粉體粒徑小于2μm;(5)將步驟(4)得到的粉體、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、納米碳管碳黑、六氟丙烯按照68:11:8:7:4:3的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在105℃的真空干燥箱中烘干16h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例3(1)將50g石墨與120ml質(zhì)量濃度70%的硫酸共同加入到反應(yīng)容器中,在45℃的水浴下保溫25min,再加入30g的高錳酸鉀,維持10min后迅速將溫度上升至90℃,以200rpm的速率攪拌反應(yīng)90min,待反應(yīng)結(jié)束后向容器中添加300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氧水,以150rpm的速率將混合液攪拌至變色,趁熱過濾,將所得濾餅用質(zhì)量濃度3%鹽酸溶液洗滌2次,再用去離子水洗滌2次,將清洗后的濾餅置于干燥箱中在75℃下干燥8h,得到石墨氧化物;(2)將步驟(1)得到的石墨氧化物與300ml質(zhì)量濃度為4mg/ml的氧化石墨烯水溶液混合,然后將混合液置于85℃的烘箱中加熱40min,得到粘稠漿液,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下于1500℃下高溫處理1.5h,得到高溫活化產(chǎn)物,用稀鹽酸對高溫活化產(chǎn)物進(jìn)行初步中和,再用去離子水將高溫活化產(chǎn)物洗滌5次至ph完全達(dá)到中性,置于70℃真空干燥箱中干燥8h,得到改性石墨氧化物;(3)將步驟(2)得到的改性石墨氧化物至于反應(yīng)釜中,再加入300ml的去離子水和無水乙醇混合溶劑,去離子水和無水乙醇的體積比為2,以1200rpm的速率在200℃下攪拌15min,然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮和5g正硅酸丙酯,然后升溫至250℃,攪拌反應(yīng)3h,將得到的產(chǎn)物按照3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,所得沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌,置于90℃真空干燥箱中干燥6h,得中間復(fù)合物;(4)將步驟(3)所得中間復(fù)合物放入220℃的干燥箱中固化處理15h,隨后將其用球磨機(jī)球磨3h,所得粉體粒徑小于2μm,將球磨所得粉體置于氣氛管式爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行碳化處理,處理溫度為950℃,處理時間為5h,得碳化復(fù)合物;(5)將步驟(4)得到的碳化復(fù)合物、乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、活性碳、聚乙烯醇按照68:11:8:7:4:3的比例混合,加入適量去離子水,攪拌均勻至粘稠狀,涂覆在不銹鋼網(wǎng)上,再將其在130℃的真空干燥箱中烘干24h,經(jīng)輥壓后裁成電極片,得到成品。制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-3和對比例1-3的制得的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料分別進(jìn)行比容量、容量保留率、能量密度、電流密度穩(wěn)定率這幾項(xiàng)性能測試。表1比電容(f/g,1a/g)容量保留率(%,1000循環(huán)伏安測試)能量密度(wh/kg)電流密度穩(wěn)定率(%,12h,與原始值相比)實(shí)施例139998.610.0893.5實(shí)施例239799.110.0394.4實(shí)施例339498.210.0792.3對比例125779.37.0372.9對比例225178.77.2169.0對比例328782.77.5175.7本發(fā)明的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料制備工藝通過將石墨氧化后得到石墨氧化物,再與氧化石墨烯水溶液混合加熱處理,隨后在氮?dú)獗Wo(hù)下高溫處理得到活化產(chǎn)物,再進(jìn)行改性,接著置于反應(yīng)釜中加入去離子水與無水乙醇的混合溶劑、聚乙烯吡咯烷酮和正硅酸丙酯,經(jīng)高溫處理后得到中間復(fù)合物,接著將中間復(fù)合物固化處理、球磨處理、碳化處理,最后再加入乙酰檸檬酸三丁酯、鈮鋅酸鉛、錫酸鋇、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑經(jīng)攪拌、涂覆、烘干、輥壓等步驟制成電極片。制備而成的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料,其比容量大、循環(huán)穩(wěn)定性好、電化學(xué)性能穩(wěn)定、能量密度高,具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的經(jīng)氧化石墨烯水溶液處理的電極材料原料廉價、工藝簡單,適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用,實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域:
,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12