步骤图中为示出，通过漂洗从产生的复合物清除聚合物光刻胶层40中(步骤605的重复生成及移除步骤在图6中未示出)，直到获得想要层数的混合石墨烯薄膜层，从而形成混合复合材料125，该材料包括覆有多层混合石墨烯薄膜130的铜箔衬底，石墨烯薄膜具有多达一百万层单层石墨烯，该单层石墨烯薄膜镶嵌在电化学活性颗粒中，参见图6步骤606所示；当获得了想要的层数的石墨烯薄膜后，从混合复合材料125上去除基底下的铜箔衬底，较佳的方法通过刻蚀法，参见图6步骤607 ;留下多层混合石墨烯薄膜130，该薄膜也可以构成电极活性材料被用作多层石墨烯基底混合电极。
[0052]参见图6步骤608，为了在锂离子二次电池中使用电极130，可以把电极130转移到柔性隔离器75的其中一个边上，该柔性隔离器75可以是聚合物隔板或者固体聚合物电解质薄膜，如上文所述的。该步骤之后移除聚合物涂层40，较佳的通过漂洗，在有机溶液例如丙酮中漂洗(该过程在图中未示出)
[0053]参见图7-9，及图1-6，根据本发明的方法可以制备出几种不同的具有类纸电极的柔性锂离子二次电池，而这也是本发明的另一个目的。如图7所示，一具有一堆类纸电极的柔性锂离子二次电池可以通过将多层石墨烯基底混合电极130连接到隔离器75的一个表面上，从而形成正极，在其另一个表面连接上多层石墨烯基底电极70而形成负极，该组件最好通过连接电极130到隔离器的一个面上来完成，该隔离器的另一个面已经载有多层石墨稀基底电极70 (参见图图3),如图6所不，该石墨稀基底混合电极130只可以仅包括一个单层的混合石墨烯纳米颗粒膜，或者具有多层的石墨烯纳米颗粒薄膜层(可以达一百万层之多)如此形成的电极厚度范围在1纳米至大约1毫米，因为对本技术领域的技术人员来讲，薄膜的层数(厚度)以及所使用的电化学活性材料的数量，组件状况，例如涂覆参数(涂覆速度及干燥温度)，都能够改变，为了最大化电极130的同质性和效用，从而获得理想的使用寿命。
[0054]进一步的，参见图8、9，柔性锂离子电池具有单一类纸电极的也在本发明的范围内，在其中一个实施例中，参见图8，负极包括一支撑在隔离器75上的根据本发明的方法制备的多层石墨烯基底电极70，同时正极包括传统的覆有粉末状电化学活性材料140的铝集流体135 (例如上文所述的锰酸锂，钴酸锂，磷酸铁锂)，另一可替代的如图9所示的，正极包括支撑在隔离器75上的多层石墨烯基底混合电极130 ;负极包括传统地覆有电极活性材料150 (例如，石墨，碳纳米管或碳纳米片；金属，例如，硅、镉或者锡；过渡金属氧化物:二氧化锡、氧化铁、二氧化锰；导电聚合物材料:聚苯胺、聚吡咯、聚乙撑二氧噻吩(PED0T);合金粉末:硅镉合金、硅铁合金，对本领域的技术人员知道以上所列举的材料都是常规的电极活性材料，都可以通过各种商业渠道购买到，或者通过传统的化学方法制备获得)的铜集流体145。
[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种制备石墨烯基底电极的方法，所述方法包括步骤如下: a.在第一衬底上形成第一石墨烯薄膜； b.在第二衬底上形成第二石墨烯薄膜； c.在所述第二石墨烯薄膜上应用抗腐蚀复合物，覆盖第二石墨烯薄膜形成抗腐蚀涂层； d.干燥所述抗腐蚀剂涂层； e.去除所述第二衬底； f.将所述第二石墨烯薄膜置于所述第一石墨烯薄膜层上并与其接触形成石墨烯薄膜置加层； g.从所述石墨烯薄膜叠加层上去除所述抗腐蚀涂层； h.重复步骤b-g,在叠加层上进一步叠加石墨烯薄膜直至获得需要的石墨烯薄膜叠加层厚度； 1.从所述的石墨烯薄膜叠加层底部去除所述第一衬底，形成所述电极。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤在第一衬底上形成第一石墨烯薄膜之后进一步包括在所述第一石墨烯薄膜上沉积至少一层电化学活性材料。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤在第二衬底上形成第二石墨烯薄膜之后进一步包括在所述第二石墨烯薄膜上沉积至少一层电化学活性材料。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述沉积步骤之后包括干燥步骤。5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述电化学活性材料选自锂金属氧化物、锂金属磷酸盐。6.一种制备超级电容器的方法，其特征在于，包括步骤如下， 形成两个电极，所述电极是根据权利要求1所述的方法制成的； 将所述电极其中一个转移到隔离器的其中一个表面上； 将所述的电极另一个转移到隔离器的另一个表面上。7.一种制备锂空气二次电池的方法，其特征在于，包括如下步骤: 使用权利要求1所述的方法提供一电极；将所述形成的电极转移到隔离器的一个表面上形成电池正极；连接一锂金属箔负极到所述隔离器的另一个表面。8.一种制备锂离子二次电池的方法，其特征在于，包括步骤如下: 根据权利要求1所述的方法制备第一电极；将所述第一电极转移到一隔离器的表面形成电池负极；根据权利要求1所述的方法制备第二电极；将所述第二电极转移到所述隔离器的另一个表面形成电池正极。9.一种制备锂铁二次电池的方法，其特征在于，包括步骤如下: 根据权利要求1所述的方法制备一电极；将所述电极转移到一隔离器的表面形成电池负极；将涂覆有电化学活性材料的铝集流体连接到所述隔离器的另一个表面形成电池正极。10.一种制备锂离子二次电池的方法，其特征在于，包括步骤如下: 根据权利要求1所述的方法制备一电极；将所述电极转移到一隔离器的表面形成电池正极；将涂覆有单层碳材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料、合金粉末材料的铜集流体连接到所述隔离器的另一个表面形成电池负极。
【专利摘要】本发明公开一种制备石墨烯基底电极及电池和超级电容器的方法，所述方法包括步骤如下：a.在第一衬底上形成第一石墨烯薄膜；b.在第二衬底上形成第二石墨烯薄膜；c.在所述第二石墨烯薄膜上应用抗腐蚀复合物，覆盖第二石墨烯薄膜形成抗腐蚀涂层；d.干燥所述抗腐蚀剂涂层；e.去除所述第二衬底；f.将所述第二石墨烯薄膜置于所述第一石墨烯薄膜层上并与其接触形成石墨烯薄膜叠加层；g.从所述石墨烯薄膜叠加层上去除所述抗腐蚀涂层；h.重复步骤b-g，在叠加层上进一步叠加石墨烯薄膜直至获得需要的石墨烯薄膜叠加层厚度；i.从所述的石墨烯薄膜叠加层底部去除所述第一衬底，形成所述电极。
【IPC分类】H01G11/36, H01M4/133, H01M4/1393, H01G11/86
【公开号】CN105304860
【申请号】CN201410231358
【发明人】杨与胜, 赵昕
【申请人】福建省辉锐材料科技有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年5月28日