超級(jí)電容器的制備方法
【專利摘要】一種超級(jí)電容器的制備方法，包括：將石墨分散在溫度為150~300℃的離子液體中，形成石墨與離子液體的混合物；石墨與離子液體的質(zhì)量體積比為1~200g:1L；將混合物進(jìn)行球磨2~12小時(shí)，得到石墨烯離子液體復(fù)合材料；將石墨烯-離子液體復(fù)合材料置于模具中，施加恒定的壓力至石墨烯-離子液體復(fù)合材料冷卻至室溫，得到石墨烯-離子液體復(fù)合電極片；將隔膜浸泡在離子液體中后得到含離子液體的隔膜；按照復(fù)合電極片、含離子液體的隔膜和復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯，在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。上述超級(jí)電容器的制備方法中，使用比表面積較高的石墨烯-離子液體復(fù)合電極片，且不需要使用集流體，提高了活性材料的比重，獲得比電容較高的超級(jí)電容器。
【專利說(shuō)明】超級(jí)電容器的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石墨烯復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是超級(jí)電容器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈.K.海姆(Andre K.Geim)等發(fā)現(xiàn)的一種二維碳原子晶體，具有優(yōu)異的性質(zhì)，如高比表面積，高電導(dǎo)率，高機(jī)械強(qiáng)度以及優(yōu)異的韌性等。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)使其成為碳材料、納米技術(shù)、凝聚態(tài)物理和功能材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，吸引了諸多科技工作者廣泛關(guān)注。石墨烯因其優(yōu)良的導(dǎo)電性能可用于電極材料、復(fù)合材料等。
[0003]傳統(tǒng)的制備石墨烯的方法主要有石墨剝裂、化學(xué)氧化還原法、超聲剝離法、化學(xué)氣相沉積法等。這些方法目前存在一些不足的地方，石墨烯的理論比表面積可以達(dá)到2630m2/g，但實(shí)際上所制備的石墨烯的比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一數(shù)值，大多數(shù)只有600m2/g左右，這大大制約了石墨稀的應(yīng)用。且有的獲得石墨稀的廣率僅為10%左右。超級(jí)電容器有良好循環(huán)使用壽命及聞的功率密度，有廣泛的應(yīng)用如景。目如石墨稀用于超級(jí)電容器電極材料時(shí)需要添加粘結(jié)劑，這會(huì)導(dǎo)致活性材料的比重下降，影響容量的發(fā)揮，使得獲得的超級(jí)電容器的比電容不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要提供一種能獲得比電容較高的超級(jí)電容器的制備方法。
[0005]一種超級(jí)電容器的制備方法，包括:
[0006]將石墨分散在溫度為15(T300°C的離子液體中，形成石墨與離子液體的混合物；其中，所述石墨與離子液體的質(zhì)量體積比為f200g:lL ；
[0007]將所述石墨與離子液體的混合物進(jìn)行球磨2?12小時(shí)，得到石墨烯離子液體復(fù)合材料；
[0008]將所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料置于模具中，對(duì)所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料施加恒定的壓力至所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料冷卻至室溫，得到石墨烯-離子液體復(fù)合電極片 '及
[0009]將隔膜浸泡在離子液體中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照所述石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯，并在所述電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽(EtMeImBr)，1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽(EtMeImCl)，1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽(EtMeImI)，1-乙基-2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽(l-Et-2，3-Me2ImCF3S03)，l，2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽(1，2-Et2-3-MeImCF3SO3)，1，2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽(1，2-Me2-3-EtImBr)，1,2-二甲基-3-乙基咪唑氯鹽(1，2-Me2-3-EtImCl)和1，2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽(1，2-Me2-3-EtImBF4)中的至少一種。[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，球磨所使用的球磨球的直徑為5~20毫米。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，球磨所使用的球磨球與所述石墨與離子液體的混合物的體積比為1:0.5~1:2。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球磨的轉(zhuǎn)速為200-800轉(zhuǎn)/分鐘。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，球磨所使用的容器為不銹鋼球磨容器，球磨所使用的球磨球?yàn)椴讳P鋼硬質(zhì)球磨球。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球磨容器的容量為4~10L。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨與離子液體的混合物與所述球磨容器的體積容量之比為1:3~1:4。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力為2(T30MPa。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨為天然磷片石墨、人造石墨、無(wú)定型碳或膨脹石
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[0019]上述的超級(jí)電容器的制備方法中，首先將將石墨與離子液體進(jìn)行球磨，再通過(guò)簡(jiǎn)單的分離、得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料的產(chǎn)率高且比表面積較高，然后以含有離子液體的石墨烯-離子液體復(fù)合材料為原材料，通過(guò)模具成型制成石墨烯-離子液體復(fù)合電極片，離子液體冷卻后可充當(dāng)粘結(jié)劑與電解液，因此在超級(jí)電容器中不需要添加粘結(jié)劑，有利于容量的提高。同時(shí)，使用比表面積較高石墨烯-離子液體復(fù)合電極片作為電極，且不需要使用集流體，提高了活性材料的比重，因此能獲得比電容較高的超級(jí)電容器。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為一實(shí)施方式的超級(jí)電容器的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施方式及附圖，對(duì)超級(jí)電容器的制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的超級(jí)電容器包括以下步驟:
[0023]S101，將石墨分散在溫度為15(T300°C的離子液體中，形成石墨與離子液體的混合物；其中，石墨與離子液體的質(zhì)量體積比為l~200g:lL。
[0024]本實(shí)施例中，石墨可以為天然鱗片石墨、人造石墨、無(wú)定型碳或膨脹石墨。離子液體可以為1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽，1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽，1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽，1-乙基_2，3- 二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽，I, 2- 二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽，I, 2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽，1,2-二甲基-3-乙基咪唑氯鹽，1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽中的至少一種。其中，石墨與離子液體的質(zhì)量體積比為l~200g:lL。若石墨的加入量過(guò)大，球磨中剝離過(guò)程比較困難，若石墨的加入量過(guò)小，石墨烯產(chǎn)量低。
[0025]S102，將石墨與離子液體的混合物進(jìn)行球磨2~12小時(shí)，得到石墨烯離子液體復(fù)合材料。
[0026]具體為:可以按照石墨與離子液體混合物的體積與球磨容器容量的比為1:3~1:4的比例將石墨與離子液體混合物加入到球磨容器中。本實(shí)施例中，球磨所使用的球磨容器可以為不銹鋼球磨容器，球磨容器的容量可以為4~10L。球磨所使用的球磨球可以為不銹鋼硬質(zhì)球磨球。不銹鋼硬質(zhì)球磨球碰撞力度大，相互摩擦后可增加石墨烯的表面缺陷與褶皺，因此在球磨的過(guò)程中可以增加石墨烯的比表面積。球磨球的直徑可以為5mnT20mm，加入的球磨球與石墨與離子液體混合物的體積比可以為1:0.5~1:2，球磨的轉(zhuǎn)速可以為200-800轉(zhuǎn)/分鐘。在球磨過(guò)程中，當(dāng)石墨被剝離后就分散到離子液體中，用篩網(wǎng)將球磨球分離出來(lái)，得到石墨烯離子液體復(fù)合材料。
[0027]S103，將石墨烯-離子液體復(fù)合材料置于模具中，對(duì)石墨烯-離子液體復(fù)合材料施加恒定壓力并保持壓力至石墨烯-離子液體復(fù)合材料冷卻至室溫，得到石墨烯-離子液體復(fù)合電極片。
[0028]本實(shí)施例中，模具的長(zhǎng)寬規(guī)格可以為50mmX30mm，在其他的實(shí)施例中，也可以根據(jù)需要設(shè)置成不同規(guī)格的模具大小。壓力的大小為2(T30MPa。在高壓條件下模具蓋在朝模具底部的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，待到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，還繼續(xù)保持該壓力至石墨烯-離子液體復(fù)合材料溫度降低至室溫。由于石墨烯-離子液體復(fù)合材料含有離子液體，離子液體冷卻后可充當(dāng)粘結(jié)劑與電解液，因此石墨烯-離子液體復(fù)合電極片不需要添加粘結(jié)劑，有利于容量的提聞。
[0029]S104，將隔膜浸泡在離子液體中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0030]本實(shí)施例中，離子液體可以為1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-2，3- 二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、I, 2- 二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、I, 2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽、1，2- 二甲基-3-乙基咪唑氯鹽和1，2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽中的至少一種。將隔膜浸泡在離子液體中，得到的含有離子液體的隔膜上的離子液體和在制備石墨烯-離子液體復(fù)合材料所用的離子液體為同樣的離子液體，該離子 液體可以作為電解液和粘接劑，因此不需要另外添加粘接劑，有利于容量的提聞。
[0031]上述的超級(jí)電容器的制備方法中，首先將將石墨與離子液體進(jìn)行球磨，再通過(guò)簡(jiǎn)單的分離、得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料的產(chǎn)率高且比表面積較高，然后以含有離子液體的石墨烯-離子液體復(fù)合材料為原材料，通過(guò)模具成型制成石墨烯-離子液體復(fù)合電極片，離子液體冷卻后可充當(dāng)粘結(jié)劑與電解液，因此在超級(jí)電容器中不需要添加粘結(jié)劑，有利于容量的提高。同時(shí)，使用石墨烯-離子液體復(fù)合電極片作為電極，不需要使用集流體，提高了活性材料的比重，因此能獲得比電容較高的超級(jí)電容器。同時(shí)可降低成本，而且減少了調(diào)漿、混料、涂布等電極制備工藝，不需要注液等工藝，進(jìn)一步優(yōu)化電容器制造工藝。整個(gè)制備步驟簡(jiǎn)單，操作可控，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
[0032]以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]實(shí)施例1
[0034](I)將天然磷片石墨與150°C的1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽按質(zhì)量體積比10g:1L混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽的混合物。
[0035](2)取IL石墨與1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:2，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨12小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。[0036](3)取20g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加20MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0037](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0038]實(shí)施例2
[0039](I)將天然磷片石墨與180°C的1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽按質(zhì)量體積比10g:1L混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽的混合物。
[0040](2)取2L石墨與1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽的混合物，加入到容量為6L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為10毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:1，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨10小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0041](3)取30g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加20MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0042](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0043]實(shí)施例3
[0044](I)將天然磷片石墨與160°C的1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽按質(zhì)量體積比100g:1L混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽的混合物。
[0045](2)取IL石墨與1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:0.5，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨8小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0046](3)取50g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加30MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0047](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0048]實(shí)施例4
[0049](I)將天然磷片石墨與200°C的1-乙基_2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽按質(zhì)量體積比200g:1L混合，得到石墨與1-乙基-2，3- 二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽的混合物。
[0050](2)取2.5L石墨與1-乙基_2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽的混合物，加入到容量為IOL的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為10毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:1，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨6小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0051](3)取IOg石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加30MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0052](4)將隔膜浸泡在1-乙基_2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0053]實(shí)施例5
[0054](I)將天然磷片石墨與220°C的1，2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽按質(zhì)量體積比50g:1L混合，得到石墨與1，2- 二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽的混合物。
[0055](2)取IL石墨與1，2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為
I: 1.5，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨4小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0056](3)取5g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加30MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0057](4)將隔膜浸泡在1，2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0058]實(shí)施例6
[0059](I)將天然磷片石墨與250°C的1，2-二甲基-3-乙基咪唑溴鹽按質(zhì)量體積比20g:1L混合，得到石墨與1，2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽的混合物。
[0060](2)取IL石墨與1，2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1: 1.2，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨9小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0061](3)取25g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里，加上模具蓋，對(duì)模具恒定施加25MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0062](4)將隔膜浸泡在1，2-二甲基-3-乙基咪唑溴鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0063]實(shí)施例7
[0064](I)將天然磷片石墨與280°C的1，2-二甲基-3-乙基咪唑氯鹽按質(zhì)量體積比120g:1L混合，得到石墨與1，2- 二甲基-3-乙基咪唑氯鹽的混合物。
[0065](2)取2L石墨與1，2- 二甲基_3_乙基咪唑氯鹽的混合物，加入到容量為8L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為10毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:0.8，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨10小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0066](3)取15g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加25MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0067](4)將隔膜浸泡在1，2-二甲基-3-乙基咪唑氯鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0068]實(shí)施例8
[0069](I)將天然磷片石墨與300°C的1，2- 二甲基_3_乙基咪唑四氟硼酸鹽按質(zhì)量體積比5g:1L混合，得到石墨與1，2- 二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽的混合物。
[0070](2)取IL石墨與1，2- 二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:2，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨2小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0071](3)取40g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里，加上模具蓋，對(duì)模具恒定施加28MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0072](4)將隔膜浸泡在1，2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0073]實(shí)施例9
[0074](I)將天然磷片石墨與200°C的1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽按質(zhì)量體積比150g:1L混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽的混合物。
[0075](2)取2L石墨與1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽的混合物，加入到容量為6L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:1，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨12小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0076](3)取30g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里，加上模具蓋，對(duì)模具恒定施加28MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0077](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0078]實(shí)施例10
[0079](I)將天然磷片石墨與210°C的1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽按質(zhì)量體積比200g:lL混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽的混合物。
[0080](2)取IL石墨與1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:0.5，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨8小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0081](3)取20g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里，加上模具蓋，對(duì)模具恒定施加30MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0082](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0083]實(shí)施例11
[0084](I)將天然磷片石墨與230°C的1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽按質(zhì)量體積比50g:1L混合，得到石墨與1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽的混合物。
[0085](2)取IL石墨與1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽的混合物，加入到容量為4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20毫米的球磨球，球磨球與混合物的體積比為1:2，然后加蓋密封；將球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨6小時(shí)后停止設(shè)備取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，得到石墨烯-離子液體復(fù)合材料。
[0086](3)取50g石墨烯-離子液體復(fù)合材料放到50mmX30mm的模具里,加上模具蓋,對(duì)模具恒定施加20MPa的壓力，直到模具蓋不再往模具底部運(yùn)動(dòng)后，模具保持此壓力直到冷卻至室溫，打開模具，取出模具里的樣品，便得到塊狀石墨烯-離子液體復(fù)合電極。
[0087](4)將隔膜浸泡在1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯；并在電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
[0088]對(duì)實(shí)施例f 11的中間產(chǎn)品石墨烯-離子液體復(fù)合材料的比表面積進(jìn)行的檢測(cè)分析，結(jié)果如表I所示。
[0089]對(duì)實(shí)施例f 11中組裝的超級(jí)電容器進(jìn)行充放電測(cè)試。其測(cè)試的電壓窗口為4V，電流密度為0.5A/g。測(cè)試結(jié)果如表2所示。
[0090]表I實(shí)施例f 11的石墨烯-離子液體復(fù)合材料的比表面積
【權(quán)利要求】
1.一種超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，包括: 將石墨分散在溫度為15(T300°C的離子液體中，形成石墨與離子液體的混合物；其中，所述石墨與離子液體的質(zhì)量體積比為f200g:lL; 將所述石墨與離子液體的混合物進(jìn)行球磨2~12小時(shí)，得到石墨烯離子液體復(fù)合材料； 將所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料置于模具中，對(duì)所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料施加恒定的壓力至所述石墨烯-離子液體復(fù)合材料冷卻至室溫，得到石墨烯-離子液體復(fù)合電極片 '及 將隔膜浸泡在離子液體中后取出，得到含有離子液體的隔膜；按照所述石墨烯-離子液體復(fù)合電極片、含有離子液體的隔膜和石墨烯-離子液體復(fù)合電極片的順序依次層疊組裝得到電芯，并在所述電芯外包覆殼體，得到超級(jí)電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-2，3- 二甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、1，2- 二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、1，2- 二甲基-3-乙基咪唑溴鹽 、1，2- 二甲基-3-乙基咪唑氯鹽和1，2- 二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，球磨所使用的球磨球的直徑為5~20毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，球磨所使用的球磨球與所述石墨與離子液體的混合物的體積比為1:0.5~1:2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述球磨的轉(zhuǎn)速為200^800轉(zhuǎn)/分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，球磨所使用的容器為不銹鋼球磨容器，球磨所使用的球磨球?yàn)椴讳P鋼硬質(zhì)球磨球。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述球磨容器的容量為4~10L。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述石墨與離子液體的混合物與所述球磨容器的體積容量之比為1:3~1: 4。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述壓力為2(T30MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器的制備方法，其特征在于，所述石墨為天然磷片石墨、人造石墨、無(wú)定型碳或膨脹石墨。
【文檔編號(hào)】H01G11/84GK103971951SQ201310032912
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】周明杰, 王要兵, 袁新生, 劉大喜 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司