硼掺杂石墨烯薄膜及电化学电容器的制备方法
【专利摘要】一种硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，包括：将石墨进行氧化得到氧化石墨；将氧化石墨分散在去离子水中超声，过滤，烘干，得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯置于三氯化硼和惰性气体的混合气氛下，升温至800℃~1000℃进行反应，并保温30分钟~120分钟，得到硼掺杂石墨烯；将硼掺杂石墨烯加入到甲基吡咯烷酮中，得到硼掺杂石墨烯溶液，对硼掺杂石墨烯溶液进行超声处理后真空过滤，将过滤物置于-25℃以下的环境中冷冻干燥3小时~5小时，再置于-60℃以下且压力低于5Pa的环境中冷冻干燥12小时~24小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。利用冷冻干燥技术，较大地降低了石墨烯片层的团聚，有效提高石墨烯的储能性能。本发明还提供使用该硼掺杂石墨烯薄膜的电化学电容器的制备方法。
【专利说明】硼掺杂石墨烯薄膜及电化学电容器的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石墨烯复合材料领域，特别是涉及硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法及使用该硼掺杂石墨烯薄膜的电化学电容器的制备方法。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种二维单分子层材料，具有优异的性质，如高比表面积，高电导率，高机械强度以及优异的韧性等，在很多领域都有应用的潜能，因此受到研究者的广泛关注。
[0003]目前，出现了掺杂石墨烯的复合材料，如在石墨烯上进行硼掺杂形成硼掺杂石墨烯，由于硼元素的电负性，能够提高石墨烯储能效率，从而提高储能容量，使得硼掺杂石墨烯具有电导率高、结构稳定等优点，是一种非常理想的电化学电容器电极材料。传统的硼掺杂石墨烯的制备方法在反应釜中合成硼掺杂石墨烯，然后对硼掺杂石墨烯进行提纯。制备过程中石墨烯的难以分散或分散后容易团聚，直接影响了电极材料的储能性能。这大大限制了石墨烯复合材料的发展和应用。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种能提高储能性能的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法及使用该硼掺杂石墨烯薄膜的电化学电容器的制备方法。
[0005]一种硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，包括:
[0006]将石墨进行氧化，得到氧化石墨；
[0007]将所述氧化石墨分散在去离子水中，超声2小时~4小时，过滤，烘干，得到氧化石墨烯；
[0008]将所述氧化石墨烯置于三氯化硼和惰性气体的混合气氛下，升温至800°C ^lOOO0C的温度下进行反应，并保温30分钟~120分钟，得到硼掺杂石墨烯；及
[0009]将所述硼掺杂石墨烯加入到甲基吡咯烷酮中，得到硼掺杂石墨烯溶液，对所述硼掺杂石墨烯溶液进行超声处理后真空过滤，然后将过滤物置于_25°C以下的环境中冷冻干燥3小时~5小时,再置于-60°C以下且压力低于5Pa的环境中冷冻干燥12小时~24小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
[0010]在其中一个实施例中，所述制备氧化石墨的步骤包括:
[0011 ] 将石墨加入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，在-2°C~2°C温度下搅拌；
[0012]加入高锰酸钾至所述混合溶液中并加热至80°C~90°C进行反应，并保温20分钟~30分钟；
[0013]加入去离子水至加入了高锰酸钾的混合溶液，继续在80°C~90°C下保持20分钟~30分钟；
[0014]加入过氧化氢至加入了去离子水的混合溶液中；
[0015]将加入了过氧化氢的混合溶液进行抽滤并用稀盐酸和去离子水对固体物进行洗涤；及[0016]干燥所述固体物，得到氧化石墨。
[0017]在其中一个实施例中，所述石墨的纯度为99.5%。
[0018]在其中一个实施例中，所述三氯化硼和惰性气体的混合气氛中，所述三氯化硼的流速为 200mL/mirT400mL/min,所述惰性气体的流速为 200mL/mirT400mL/min。
[0019]在其中一个实施例中，所述升温过程的升温速率为10°C /mirT2(TC /min。
[0020]在其中一个实施例中，所述硼掺杂石墨烯溶液的浓度为0.5g/L^2.0g/L。
[0021]一种电化学电容器的制备方法，包括:
[0022]将上述硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压后，经干燥和切片处理，得到电极片；
[0023]按照所述电极片、隔膜和所述电极片的顺序依次层叠组装得到电芯；及
[0024]在所述电芯外包覆壳体，并向所述壳体内注入电解液，密封后得到电化学电容器。
[0025]在其中一个实施例中，所述干燥为在80°C温度下干燥2小时。
[0026]在其中一个实施例中，所述电解液为离子液体。
[0027]在其中一个实施例中，所述离子液体为1- 丁基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐([BMM][BF6D0
[0028]上述硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法及电化学电容器中的制备方法中，通过将氧化石墨在三氯化硼和惰性气体的混合气氛中与硼掺杂，获得硼掺杂石墨烯，然后在低温低压下进行冷冻干燥处理获得硼掺杂 石墨烯薄膜。利用冷冻干燥技术，直接把硼掺杂石墨烯片层间的溶剂从固态转变为气态，有效地降低了片层间的团聚，因此可以有效地提高石墨烯的储能表面，使该材料在用作电化学电容器电极材料时具有优异的储能性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为一实施方式的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法的流程图；
[0030]图2为一实施方式的硼掺杂石墨烯薄膜电化学电容器的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施方式及附图，对硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法作进一步的详细说明。
[0032]请参阅图1，一实施方式的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法包括以下步骤:
[0033]S101，将石墨进行氧化，得到氧化石墨。
[0034]其具体步骤为:将石墨加入至浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，在冰水混合浴中，保持温度为_2°C ~2°C左右的条件下搅拌；然后慢慢地加入高锰酸钾至混合溶液中，由于高锰酸钾在酸性条件下具有强氧化性，可以对石墨进行氧化；再将混合溶液加热至80°C~90°C进行反应，并保温20分钟~30分钟，该保温过程中，可以对石墨进一步进行氧化；加入去离子水，继续在80°C~90°C下保持20分钟~30分钟；然后加入过氧化氢至混合溶液中，去除过量的高锰酸钾，得到氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行抽滤，得到固体物，并用稀盐酸和去离子水对固体物反复洗涤，去除杂质，将固体物在真空干燥箱中60°C温度下干燥12小时，得到氧化石墨。
[0035]本实施例中，石墨可以为99.5%的石墨。浓硫酸的质量分数为98%，浓硝酸的质量分数为65%。过氧化氢的质量分数为30%。[0036]S102，将氧化石墨分散在去离子水中，超声2小时小时，过滤，烘干，得到氧化石墨稀。
[0037]其具体步骤为:将SlOl制得的氧化石墨分散在去离子水中形成氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行超声处理后对氧化石墨溶液过滤，得到固体物；干燥固体物得到氧化石墨稀。
[0038]本实施例中，氧化石墨的浓度可以为0.5g/L~l.0g/L，超声的功率为500W，超声时间为2小时I小时。干燥的过程为将固体物置于60°C真空箱中干燥12小时。
[0039]S103,将氧化石墨烯置于三氯化硼和惰性气体的混合气氛中，升温至SOO0C~1000°C温度下进行反应，并保温30分钟~120分钟，得到硼掺杂石墨烯。
[0040]本实施例中，三氯化硼和惰性气体的气混合气氛中，三氯化硼的流速可以为200mL/min~400mL/min,惰性气体的流速可以为200mL/min~400mL/min。惰性气体可以为IS气、氦气等。升温过程以升温速率为10°C /mirT2(TC /min的速度升温至800°C~1000°C并保持温度。在保温过程中氧化石墨烯剥离并与硼相互掺杂，然后停掉三氯化硼气体，在惰性气体的流速为400mL/min的气氛下使温度冷却到室温，得到硼掺杂石墨烯。
[0041]S104，将硼掺杂石墨烯置于甲基吡咯烷酮中并超声处理，得到硼掺杂石墨烯溶液，将硼掺杂石墨烯溶液真空过滤，得到过滤物；将过滤物置于温度为_25°C以下的环境3小时飞小时，再置于温度为_60°C以下且压力低于5Pa的环境12小时~24小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
[0042]本实施例中，硼掺杂石墨烯溶液的浓度可以为0.5g/L^2.0g/L，超声的时间可以为3小时~5小时，硼掺杂石墨烯能较好地分散在甲基吡咯烷酮中。过滤过程为将硼掺杂石墨烯溶液真空缓慢过滤后得到过滤物`。
[0043]上述硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法中，通过将氧化石墨在三氯化硼和惰性气体的混合气氛中与硼掺杂，获得硼掺杂石墨烯，然后在低温低压下进行冷冻干燥处理获得硼掺杂石墨烯薄膜。在石墨烯上进行硼掺杂形成硼掺杂石墨烯薄膜。由于硼元素的电负性，能够提高石墨烯储能效率，从而提高储能容量。在制备过程中，利用冷冻干燥技术，直接把硼掺杂石墨烯片层间的溶剂从固态转变为气态，较大地降低了石墨烯片层的团聚，有效提高石墨烯的储能表面。使该材料用作电化学电容器电极材料时具有优异的储能性能。
[0044]请参阅图2，一实施方式的电化学电容器的制备方法包括以下步骤:
[0045]S201，将上述硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压后，经干燥和切片处理，得到电极片。
[0046]本实施例中，干燥过程为在80°C温度下干燥2小时。
[0047]S202，按照电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0048]S203,在电芯外包覆壳体,并向壳体内注入电解液,密封后得到电化学电容器。
[0049]本实施例中，从壳体的注液口注入电解液至壳体内，再密封注液口，得到电化学电容器。其中，注入的电解液为离子液体，离子液体可以为[bmim][bf6]。
[0050]上述电化学电容器的制备方法步骤简单，操作可控，适合大规模的工业生产。
[0051]以下结合具体实施例来进行说明。
[0052]实施例1
[0053]制备硼掺杂石墨烯薄膜的工艺流程如下:
[0054]石墨一氧化石墨一氧化石墨烯一硼掺杂石墨烯一硼掺杂石墨烯薄膜。[0055](I)氧化石墨的制备:称取纯度为99.5%的石墨lg，加入由90mL质量分数为98%的浓硫酸和25mL质量分数为65%的浓硝酸组成的混合溶液中，将混合溶液置于冰水混合浴环境下进行搅拌20分钟；再慢慢地往混合溶液中加入6g高锰酸钾，搅拌I小时；接着将混合溶液加热至85°C并保持30分钟；之后加入92mL去离子水继续在85°C下保持30分钟；最后加入IOmL质量分数30%的过氧化氢溶液，搅拌10分钟；对混合溶液进行抽滤，再依次分别用IOOmL稀盐酸和150mL去离子水对固体物进行洗涤，共洗涤三次。其中一次洗涤过程为先将固体物置于稀盐酸中，抽滤，等滤液抽干后再倒入去离子水进行抽滤。最后将固体物在60°C真空烘箱中干燥12小时得到氧化石墨。
[0056](2)氧化石墨烯的制备:将(I)中得到的氧化石墨分散在去离子水中，得到浓度为
0.5g/L氧化石墨溶液；用功率为500W的超声仪对氧化石墨溶液超声2小时后过滤；将过滤后的固体物置于真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0057](3)硼掺杂石墨烯的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯置于氩气和三氯化硼的气氛中，其中氩气的流速为200mL/min，三氯化硼的流速为200mL/min ;然后以20°C /min升温速率将氧化石墨烯周围的温度升至800° C，并保持30分钟；最后关掉三氯化硼气体，在氩气的流速为400mL/min的气氛使温度下降至室温，得到硼掺杂石墨烯。
[0058](4)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:将(3)中得到硼掺杂石墨烯置于甲基吡咯烷酮中，得到浓度为lg/L的硼掺杂石墨烯溶液；将硼掺杂石墨烯溶液超声3小时后真空过滤；把过滤后的过滤物置于温度为_30°C的环境中5小时；再移至温度为_60°C且压力为IPa的环境中，持续12小时，得到硼掺杂 石墨烯薄膜。
[0059]实施例2
[0060]制备硼掺杂石墨烯薄膜的工艺流程如下:
[0061]石墨一氧化石墨一氧化石墨烯一硼掺杂石墨烯一硼掺杂石墨烯薄膜。
[0062](I)氧化石墨的制备:称取纯度为99.5%的石墨3g，加入由285mL质量分数为98%的浓硫酸和72mL质量分数为65%浓硝酸组成的混合溶液中，将混合溶液置于冰水混合浴环境下进行搅拌20分钟；再慢慢地往混合溶液中加入12g高锰酸钾，搅拌I小时；接着将混合溶液加热至85°C并保持30分钟；之后加入150mL去离子水继续在85°C下保持30分钟；最后加入18mL质量分数30%的过氧化氢溶液，搅拌10分钟；对混合溶液进行抽滤，再依次分别用200mL稀盐酸和30mL去离子水对固体物进行洗涤，共洗涤三次，最后将固体物在60° C真空烘箱中干燥12小时得到氧化石墨。
[0063](2)氧化石墨烯的制备:将(I)中得到的氧化石墨分散在去离子水中，得到浓度为lg/L的氧化石墨溶液，用功率为500W的超声仪对氧化石墨溶液超声2小时后过滤；将过滤后的固体物置于真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0064](3)硼掺杂石墨烯的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯置于氦气和三氯化硼气氛中，其中氦气的流速为200mL/min，三氯化硼的流速为300mL/min ;然后以15°C /min升温速率将氧化石墨烯周围的温度升至900°C，并保持30分钟；最后关掉三氯化硼气体，在氦气的流速为400mL/min的气氛使温度下降至室温，得到硼掺杂石墨烯。
[0065](4)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:将(3)中得到硼掺杂石墨烯置于甲基吡咯烷酮中，得到浓度为0.5g/L的硼掺杂石墨烯溶液；将硼掺杂石墨烯溶液超声3小时后真空过滤；把过滤后的过滤物置于温度为_40°C的环境中4小时；再移至温度_80°C且压力为IPa的环境中，持续12小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
[0066]实施例3
[0067]制备硼掺杂石墨烯薄膜的工艺流程如下:
[0068]石墨一氧化石墨一氧化石墨烯一硼掺杂石墨烯一硼掺杂石墨烯薄膜。
[0069](I)氧化石墨的制备:称取纯度为99.5%的石墨5g，加入由420mL质量分数为98%的浓硫酸和120mL质量分数为65%的浓硝酸组成的混合溶液中，将混合溶液置于2°C环境下进行搅拌20分钟；再慢慢地往混合溶液中加入20g高锰酸钾，搅拌I小时；接着将混合溶液加热至85°C并保持30分钟；之后加入300mL去离子水继续在80°C下保持30分钟；最后加入40mL质量分数30%的过氧化氢溶液，搅拌10分钟；对混合溶液进行抽滤，再依次分别用400mL稀盐酸和800mL去离子水对固体物进行洗涤，共洗涤三次，最后固体物在60°C真空烘箱中干燥12小时得到氧化石墨。
[0070](2)氧化石墨烯的制备:将(I)中得到的氧化石墨分散在去离子水中，得到浓度为lg/L的氧化石墨溶液；用功率为500W的超声仪对氧化石墨溶液超声3小时后过滤；将过滤后的固体物置于真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0071](3)硼掺杂石墨烯的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯置于氩气和三氯化硼的气氛中，其中IS气的流速为200mL/min,三氯化硼的流速为400mL/min ;然后以15°C /min升温速率将氧化石墨烯周围的温度升至1000°C，并保持30分钟；最后关掉三氯化硼气体，在氩气的流速为400mL/min的气氛使温度下降至室温，得到硼掺杂石墨烯。
[0072](4)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:将(3)中得到硼掺杂石墨烯置于甲基吡咯烷酮中，得到浓度为lg/L的硼掺杂石墨·烯溶液；将硼掺杂石墨烯溶液超声3小时后真空过滤；把过滤后的过滤物置于温度为_35°C的环境中3小时；再将过滤物移至温度为-70°C且压力为2Pa的环境中，持续12小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
[0073]实施例4
[0074]制备硼掺杂石墨烯薄膜的工艺流程如下:
[0075]石墨一氧化石墨一氧化石墨烯一硼掺杂石墨烯一硼掺杂石墨烯薄膜
[0076](I)氧化石墨的制备:称取纯度为99.5%的石墨lg，加入由90mL质量分数为98%的浓硫酸和25mL质量分数为65%的浓硝酸组成的混合溶液中，将混合溶液置于_2° C下进行搅拌20分钟；再慢慢地往混合溶液中加入4g高锰酸钾，搅拌I小时；接着将混合溶液加热至90°C并保持20分钟；之后加入92mL去离子水继续在90°C下保持20分钟；最后加入9mL质量分数30%的过氧化氢溶液，搅拌10分钟；对混合溶液进行抽滤，再依次分别用IOOmL稀盐酸和150mL去离子水对固体物进行洗涤，共洗涤三次，最后固体物在60°C真空烘箱中干燥12小时得到氧化石墨。
[0077](2)氧化石墨烯的制备:将(I)中得到的氧化石墨分散在去离子水中，得到浓度为lg/L的氧化石墨溶液；用功率为500W的超声仪对氧化石墨溶液超声4小时后过滤；将过滤后的固体物置于真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0078](3)硼掺杂石墨烯的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯置于氩气和三氯化硼的气氛下，其中IS气的流速为400mL/min,三氯化硼的流速为400mL/min ;然后以20°C /min升温速率将氧化石墨烯周围的温度升至800°C，并保持120分钟；最后关掉三氯化硼气体，在氩气的流速为400mL/min的气氛使温度降至室温，得到硼掺杂石墨烯。[0079](4)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:将(3)中得到硼掺杂石墨烯置于甲基吡咯烷酮中，得到浓度为2g/L的硼掺杂石墨烯溶液，将硼掺杂石墨烯溶液超声5小时后真空过滤；把过滤后的过滤物置于-40°C的环境中4小时；再移至温度为-80°C且压力IPa的环境中，持续24小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
[0080]实施例5
[0081]制备硼掺杂石墨烯的工艺流程如下:
[0082]石墨一氧化石墨一氧化石墨烯一硼掺杂石墨烯
[0083](I)氧化石墨的制备:称取纯度为99.5%的石墨lg，加入由90mL质量分数为98%的浓硫酸和25mL质量分数为65%的浓硝酸组成的混合溶液中，将混合溶液置于冰水混合浴环境下进行搅拌20分钟；再慢慢地往混合溶液中加入4g高锰酸钾，搅拌I小时；接着将混合溶液加热至85° C并保持30分钟；之后加入92mL去离子水继续在85°C下保持30分钟；最后加入9mL质量分数30%的过氧化氢溶液，搅拌10分钟；对混合溶液进行抽滤，再依次分别用IOOmL稀盐酸和150mL去离子水对固体物进行洗涤，共洗涤三次，最后固体物在60°C真空烘箱中干燥12小时得到氧化石墨。
[0084](2)氧化石墨烯的制备:将(I)中得到的氧化石墨分散在去离子水中，得到浓度为lg/L的氧化石墨溶液；用功率为500W的超声仪对氧化石墨溶液超声4小时后过滤；将过滤后的固体物置于真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0085](3)硼掺杂石墨烯的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯置于氩气和三氯化硼的气氛下，其中氩气的流速为200mL/min，三氯化硼的流速为200mL/min ;然后以20°C /min升温速率将氧化石墨烯周围的温度升至800°C，并保持30分钟；最后关掉三氯化硼气体，在氩气的流速为400mL/min的气氛使温度降至室温，得到硼掺杂石墨烯。
[0086]实施例6`
[0087]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0088]( I)将实施例1制备的硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压，在80°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得电极片。
[0089](2)按照将(I)中获得的电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0090](3)用壳体密封(2)中得到的电芯，随后往设置在壳体上的注液口往壳体里注入[BMIM] [BF6]，密封注液口，得到电化学电容器。
[0091]实施例7
[0092]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0093](I)将实施例2制备的硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压，在80°C温度下干燥2小时后切片处理，制得电极片。
[0094](2)按照将(I)中获得的电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0095](3)用壳体密封(2)中得到的电芯，随后往设置在壳体上的注液口往壳体里注入[BMIM] [BF6]，密封注液口，得到电化学电容器。
[0096]实施例8
[0097]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0098](I)将实施例3制备的硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压，在80°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得电极片。[0099](2)按照将(I)中获得的电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0100](3)用壳体密封(2)中得到的电芯，随后往设置在壳体上的注液口往壳体里注入[BMIM] [BF6]，密封注液口，得到电化学电容器。
[0101]实施例9
[0102]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0103](I)将实施例4制备的硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压，在80°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得电极片。
[0104](2)按照将(I)中获得的电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0105](3)用壳体密封(2)中得到的电芯，随后往设置在壳体上的注液口往壳体里注入[BMIM] [BF6]，密封注液口，得到电化学电容器。
[0106]实施例10
[0107]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0108](I)将实施例5制备的硼掺杂石墨烯、乙炔碳黑、聚偏氟乙烯按质量比为80:10:10混合成浆料。
[0109](2)将(I)中的浆料涂布在铝箔上，在80°C温度下真空干燥8小时后进行切片处理，制得电极片。
`[0110](3)按照将(2)中获得的电极片、隔膜和电极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0111](4)用壳体密封(3)中得到的电芯，随后往设置在壳体上的注液口往壳体里注入[BMIM] [BF6]，密封注液口，得到电化学电容器。
[0112]对实施例6~实施例10中组装的电化学电容器进行充放电测试。其测试的电压窗口为4V，电流密度为0.5A/g。测试结果如表1所示。
[0113]表1实施例6~10的电化学电容器充放电测试结果
【权利要求】
1.一种硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括: 将石墨进行氧化，得到氧化石墨； 将所述氧化石墨分散在去离子水中，超声2小时小时，过滤，烘干，得到氧化石墨烯； 将所述氧化石墨烯置于三氯化硼和惰性气体的混合气氛下，升温至800°C~1000°C的温度下进行反应，并保温30分钟~120分钟，得到硼掺杂石墨烯 '及 将所述硼掺杂石墨烯加入到甲基吡咯烷酮中，得到硼掺杂石墨烯溶液，对所述硼掺杂石墨烯溶液进行超声处理后真空过滤，然后将过滤物置于-25 V以下的环境中冷冻干燥3小时飞小时，再置于_60°C以下且压力低于5Pa的环境中冷冻干燥12小时~24小时，得到硼掺杂石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备氧化石墨的步骤包括: 将石墨加入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，在-2°C ~2°C温度下搅拌； 加入高锰酸钾至所述混合溶液中并加热至80°C ~9(TC进行反应，并保温20分钟~30分钟； 加入去离子水至加 入了高锰酸钾的混合溶液，继续在80°c Krc下保持20分钟~30分钟； 加入过氧化氢至加入了去离子水的混合溶液中； 将加入了过氧化氢的混合溶液进行抽滤并用稀盐酸和去离子水对固体物进行洗涤；及 干燥所述固体物，得到氧化石墨。
3.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述石墨的纯度为99.5%ο
4.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述三氯化硼和惰性气体的混合气氛中，所述三氯化硼的流速为200mL/min~400mL/min,所述惰性气体的流速为 200mL/min~400mL/min。
5.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述升温过程的升温速率为10°C /min^20°C /min。
6.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述硼掺杂石墨烯溶液的浓度为0.5g/L^2.0g/L。
7.—种电化学电容器的制备方法,其特征在于,包括: 将权利要求1中所述的硼掺杂石墨烯薄膜进行辊压后，经干燥和切片处理，得到电极片; 按照所述电极片、隔膜和所述电极片的顺序依次层叠组装得到电芯 '及 在所述电芯外包覆壳体，并向所述壳体内注入电解液，密封后得到电化学电容器。
8.根据权利要求7所述的电化学电容器的制备方法，其特征在于，所述干燥为在80°C温度下干燥2小时。
9.根据权利要求7所述的电化学电容器的制备方法，其特征在于，所述电解液为离子液体。
10.根据权利要求9所述的电化学电容器的制备方法，其特征在于，所述离子液体为[BWIM][BF]
【文档编号】H01G9/042GK103787309SQ201210428397
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】周明杰, 钟辉, 王要兵, 袁新生 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司