化，經(jīng)純化得到，可以由有機(jī)氣體分子在催化劑作用用下氣相沉積得到，也可以由石墨的機(jī)械剝離得到。所述的集流體層包括金屬箔，金屬網(wǎng)，泡沫金屬。
[0018]所述的集流體層包括金屬箔，金屬網(wǎng)，泡沫金屬，所述的石墨烯極片可用于超級電容器，鋰離子電池，金屬空氣電池，包括鋰空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池，燃料電池。
[0019]本發(fā)明的積極效果是用多孔石墨烯層實(shí)現(xiàn)電荷的存儲和離子的擴(kuò)散傳輸;碳基纖維除了傳輸電子形成導(dǎo)電通路外，還與粘結(jié)劑形成的纖維一起提高極片強(qiáng)度，纖維狀的導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑有利于電解質(zhì)離子的擴(kuò)散傳輸，對多孔石墨烯的充分浸潤。本發(fā)明的石墨烯極片采用低溶劑或無溶劑的方法，制備工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以應(yīng)用多種化學(xué)或物理電源體系，用于制備超級電容器、鋰離子電池、金屬空氣電池包括鋰空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池及燃料電池。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的石墨烯極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的石墨烯極片的制備流程示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯與碳納米管混合后的照片。
[0023]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯與碳納米管分散后的輕壓結(jié)塊照片。
[0024]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯、碳納米管與聚四氟乙烯粉末混合后的照片(圖中白點(diǎn)為聚四氟乙烯粉末)。
[0025]圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的聚四氟乙烯粉末在多孔石墨烯和碳納米管中分散的照片(圖中白點(diǎn)消失)。
[0026]圖7是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯、碳納米管與聚四氟乙烯粉末制成片狀膜的照片。
[0027]圖8是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯、碳納米管與聚四氟乙烯粉末制成的多孔石墨烯層的照片。
[0028]圖9是本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔石墨烯層的SEM圖。
[0029]圖10是本發(fā)明的實(shí)施例1的石墨烯極片用于超級電容器的充放電曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的石墨烯極片進(jìn)行說明，所述的實(shí)施例只是對本發(fā)明的權(quán)利要求的具體描述，權(quán)利要求包括但不限于所述的實(shí)施例內(nèi)容。
[0031]實(shí)施例1
(1)稱取3.6g多孔石墨烯(常州第六元素，SE4532，比表面積2202m2/g，粒徑D90為10.8um)與1.2g碳納米管，低速攪拌混合lOmin，得到碳納米管與多孔石墨稀的組合物;加入5g去離子水，高速攪拌lh，得到碳納米管與多孔石墨烯的分散體系。
[0032](2)稱取2.8g聚四氟乙烯粉料，加入到(1)的分散體系中，低速攪拌混合5min，白色的聚四氟乙烯粉料消失，得到粘結(jié)劑和碳納米管及多孔石墨烯的組合物;高速攪拌2h，得到多孔石墨烯和碳納米管通過聚四氟乙烯相互結(jié)合形成的片狀膜。
[0033](3)片狀膜經(jīng)過5次初始輥壓，得到大塊相連的薄片;薄片經(jīng)過5次反復(fù)輥壓，得到多孔石墨稀層。
[0034](4)按照0.5:0.5:1:8比例稱取羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、石墨烯和去離子水制成膠液，涂敷在腐蝕鋁箔上，靜置5min，將多孔石墨烯層粘附，120°C干燥5h。
[0035](5)將(4)輥壓，得到石墨烯極片，用于超級電容器。
[0036]實(shí)施例2
(1)稱取4.65g多孔石墨烯(常州第六元素，SE4532，比表面積2202m2/g，粒徑D90為10.8um)與0.15g碳納米纖維，低速攪拌混合lOmin，得到多孔石墨稀與碳納米纖維的組合物;加入5g去離子水，高速攪拌lh，得到碳納米纖維與多孔石墨烯的分散體系。
[0037](2)稱取0.33g聚四氟乙烯乳液(60%固含量)，加入到(1)的分散體系中，低速攪拌混合2min，得到粘結(jié)劑和碳納米纖維及多孔石墨稀的組合物;高速攪拌2h，得到多孔石墨稀和碳納米纖維通過聚四氟乙烯相互結(jié)合形成的片狀膜。
[0038](3)片狀膜經(jīng)過3次輥壓，得到大塊相連的薄片;薄片經(jīng)過5次反復(fù)輥壓，得到多孔石墨稀層。
[0039](4)按照1:1:8比例稱取聚偏氟乙烯、石墨烯和N-甲基吡咯烷酮制成膠液，涂敷在鋁箔上，靜置5min，將多孔石墨烯層粘附，180°C干燥10h。
[0040](5)將(4)輥壓，得到石墨烯極片，用于鋰離子電池。
[0041 ] 實(shí)施例3
(1)稱取4g多孔石墨烯(常州第六元素，SE4532，比表面積2202m2/g，粒徑D90為10.8um)與0.5g碳纖維，低速攪拌混合lOmin，得到多孔石墨稀與碳纖維的組合物;高速攪拌lh，得到碳纖維與多孔石墨烯的分散體系。
[0042](2)稱取0.5g聚四氟乙烯粉料，加入到(1)的分散體系中，低速攪拌混合5min，白色的聚四氟乙烯粉料消失，得到粘結(jié)劑和碳纖維及多孔石墨烯的組合物;高速攪拌2h，得到多孔石墨烯和碳纖維通過聚四氟乙烯相互結(jié)合形成的片狀膜。
[0043](3)片狀膜經(jīng)過10次初始輥壓，得到大塊相連的薄片;薄片經(jīng)過5次反復(fù)輥壓，得到多孔石墨稀層。
[0044](4)按照0.5:0.5:1:8比例稱取羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、石墨烯和去離子水制成膠液，涂敷在泡沫鎳上，靜置5min，100°C干燥3h，得到泡沫鎳集流體。
[0045](5)多孔石墨烯層與催化劑層和泡沫鎳集流體輥壓制成極片，干燥，裁片，制成鋅空氣電池電極。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨烯極片，包括集流體層、石墨烯導(dǎo)電層、多孔石墨烯層，集流體層的表面為石墨烯導(dǎo)電層，石墨烯導(dǎo)電層表面為多孔石墨烯層，其特征在于，多孔石墨烯層由多孔石墨烯顆粒通過碳基纖維和粘結(jié)劑聚集成片狀膜，片狀膜經(jīng)過輥壓，得到大塊相連的薄片，薄片經(jīng)過輥壓，得到多孔石墨烯層;所述的碳基纖維和粘結(jié)劑占多孔石墨烯層的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5?10%;所述的多孔石墨稀層中的多孔石墨稀占多孔石墨稀層的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為90?97%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯極片及其制備方法，其特征在于所述的碳基纖維包括碳納米管、碳纖維、納米碳纖維。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯極片及其制備方法，其特征在于所述的多孔石墨稀層中的多孔石墨稀比表面積為800?3500m2/g，粒徑2?30um。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯極片及其制備方法，其特征在于所述的粘結(jié)劑為均聚/共聚單體為四氟乙烯的聚合物，包括聚四氟乙烯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯極片及其制備方法，其特征在于所述的石墨烯導(dǎo)電層由石墨烯顆粒與粘結(jié)劑制成膠液，涂敷或者印刷在集流體上形成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯極片及其制備方法，包括集流體層、石墨烯導(dǎo)電層、多孔石墨烯層，集流體層的表面為石墨烯導(dǎo)電層，石墨烯導(dǎo)電層表面為多孔石墨烯層；多孔石墨烯層由多孔石墨烯顆粒通過碳基纖維和粘結(jié)劑聚集成片狀膜，片狀膜經(jīng)過輥壓，得到大塊相連的薄片，薄片經(jīng)過輥壓，得到多孔石墨烯層。本發(fā)明的石墨烯極片，制備工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以應(yīng)用多種化學(xué)或物理電源體系。
【IPC分類】H01G11/32, H01M4/1393, H01G11/36, H01M4/86, H01G11/40, H01M4/62, H01M4/583, H01M4/96
【公開號】CN105489392
【申請?zhí)枴緾N201510838223
【發(fā)明人】榮常如, 陳書禮, 韓金磊, 張克金, 安宇鵬, 魏曉川
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月26日