峰的位置位于2 Θ =26.5°，而且為強(qiáng)度很高的尖峰，晶面間距為典型石墨的晶面間距0.334nm，氧化石墨出現(xiàn)的峰位置為氧化石墨典型峰的位置為2 Θ =11°，石墨稀粉體因?yàn)槠瑢又g排布不均勾則是在2 Θ =25.14°出現(xiàn)慢頭峰，高取向石墨烯膜則是由于石墨烯片層的規(guī)則排列出現(xiàn)曲線，衍射峰也表現(xiàn)為較強(qiáng)的尖峰，但是與原始石墨相比則明顯寬化，晶面間距則轉(zhuǎn)變?yōu)?.342nm。
[0032]圖2為產(chǎn)物的各種樣品的數(shù)碼照片:(A)氧化石墨薄膜；(B)圖為還原之后的高取向石墨烯薄膜；(C)圖為自支撐的高取向石墨烯薄膜。由數(shù)碼照片可以看出在氧化石墨薄膜呈現(xiàn)出典型的橙黃色，還原之后則轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?，成膜均勻并具有一定的光澤?br>[0033]圖3為產(chǎn)物三電極測試的阻抗圖譜，插圖為高頻區(qū)域圖譜，對(duì)所得阻抗曲線進(jìn)行擬合得到石墨烯薄膜的接觸電阻艮為3.57 Ω，電荷傳輸電阻R。,為4.52 Ω。
[0034]圖4為產(chǎn)物在兩電極測試結(jié)構(gòu)在IM硫酸鈉電解液中不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，經(jīng)計(jì)算高取向石墨烯薄膜的最大比電容達(dá)302F/g，最大的能量密度為26.8Wh/kg，最大的功率密度為23.4kW/kg。
[0035]圖5為產(chǎn)物在兩電極測試結(jié)構(gòu)在IM硫酸鈉電解液中不同電流密度下首次恒流充放電曲線。表明產(chǎn)物在不同的充放電電流密度下都具有較好的充放電特性。
[0036]實(shí)施例2
[0037]將氧化石墨用去離子水洗滌4次后配制成濃度為6mg/mL的去離子水懸浮液，超聲3h，3500r/min離心1min洗滌去除未剝離石墨粉體，將上清液在55°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成氧化石墨漿料。將表面清洗好的銅箔吸附于刮涂機(jī)表面，將刮涂刀具設(shè)定為200 μ m，啟動(dòng)刮涂機(jī)將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面，制得氧化石墨薄膜，將氧化石墨薄膜置于氙燈下20cm處照射還原12h即得。
[0038]X射線衍射分析表明為制備得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接觸電阻、電荷傳輸電阻較低，循環(huán)伏安曲線分析具有較高的比電容、能量密度和功率密度，恒流充放電分析具有較好的充放電性能。
[0039]實(shí)施例3
[0040]將氧化石墨用去離子水洗滌3次后配制成濃度為3mg/mL的去離子水懸浮液，超聲lh, 3000r/min離心20min洗滌去除未剝離石墨粉體，將上清液在45°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成氧化石墨漿料。將表面清洗好的銅箔吸附于刮涂機(jī)表面，將刮涂刀具設(shè)定為100 μ m，啟動(dòng)刮涂機(jī)將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面，制得氧化石墨薄膜，將氧化石墨薄膜置于氙燈下15cm處照射還原6h即得。
[0041]X射線衍射分析表明為制備得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接觸電阻、電荷傳輸電阻較低，循環(huán)伏安曲線分析具有較高的比電容、能量密度和功率密度，恒流充放電分析具有較好的充放電性能。
[0042]實(shí)施例4
[0043]將氧化石墨用去離子水洗滌2次后配制成濃度為2mg/mL的去離子水懸浮液，超聲lh，3000r/min離心30min洗滌去除未剝離石墨粉體，將上清液在45°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成氧化石墨漿料。將表面清洗好的銅箔吸附于刮涂機(jī)表面，將刮涂刀具設(shè)定為100 μ m，啟動(dòng)刮涂機(jī)將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面，制得氧化石墨薄膜，將氧化石墨薄膜置于氙燈下15cm處照射還原9h即得。
[0044]X射線衍射分析表明為制備得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接觸電阻、電荷傳輸電阻較低，循環(huán)伏安曲線分析具有較高的比電容、能量密度和功率密度，恒流充放電分析具有較好的充放電性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，包括: (1)將氧化石墨進(jìn)行洗滌，然后加入去離子水中，得到懸浮液，超聲、離心，然后將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到氧化石墨漿料； (2)將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面，制得氧化石墨薄膜，然后進(jìn)行照射還原處理，即得高取向石墨稀薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中洗滌為去離子水洗滌2-4次。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟⑴中懸浮液的濃度為0.5?6mg/mL。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中超聲時(shí)間為l_3h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中離心為:2500?3500r/min條件下離心10?40min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)為40?55°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面具體為:將表面清洗好的銅箔吸附于刮涂機(jī)表面，將刮涂刀具設(shè)定厚度，啟動(dòng)刮涂機(jī)將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述刮涂刀具設(shè)定厚度為50?200 μπι。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中照射還原處理為:置于氙燈下10?20cm處照射還原3-12h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜的制備方法，包括：將氧化石墨進(jìn)行洗滌，然后加入去離子水中，得到懸浮液，超聲、離心洗滌，然后將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到氧化石墨漿料；將氧化石墨漿料刮涂在銅箔表面，制得氧化石墨薄膜，然后進(jìn)行照射還原處理，即得。本發(fā)明采用刮涂法成膜，還原過程采用光照還原，過程簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明制備的超級(jí)電容器用高取向石墨烯薄膜具有較好柔韌性，比電容高，在柔性超級(jí)電容器、鋰離子電池等柔性儲(chǔ)能領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用。
【IPC分類】H01G11/86
【公開號(hào)】CN104916459
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510366344
【發(fā)明人】李耀剛, 邵元龍, 王宏志, 張青紅
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日