硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料及其制备方法、电化学电容器及其制备方法
【专利摘要】一种硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，包括硼掺杂石墨烯薄膜和吸附于所述硼掺杂石墨烯薄膜上的离子液体。其制备方法：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；将氧化石墨烯与三氧化二硼混合后置于惰性气体的气氛下，升温至800°C~1300°C并保温0.5小时~2小时后冷却至室温，除去残余的三氧化二硼，洗涤，超声，真空过滤后得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜浸泡在去离子水中后取出，去除其表面的水分后浸泡在离子液体中，将吸附有离子液体的硼掺杂石墨烯薄膜置于真空环境中100~120°C加热12小时~24小时，抽滤，得到储能比容量较高硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。本发明还提供一种电化学电容器及其制备方法。
【专利说明】硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料及其制备方法、电化学电容器及其制备方法
【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复合薄膜电极材料及其制备方法和使用该硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的电化学电容器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电化学电容器作为一种新型储能器件，由于其充放电速率快、功率密度高、循环寿命长等优点，是继锂离子后又一极具应用潜力和开发价值的储能器件。然而能量密度较低是制约超级电容器发展和应用的一个关键因素，根据能量密度的计算公式E=1/2CV2，提高能量密度主要从两方面入手，一方面是提高电化学电容器的电压窗口 ；另外一方面是提高电极材料的比容量。电化学电容器的电压窗口主要与电解液的耐压范围有光，为了提高电化学电容器的电压窗口，目前开始采用离子液体作为电解液，它的化学窗口可达到4V飞V，能显著增加电化学电容器的能量密度，但离子液体由于粘度大，对电极材料的浸润性较差，这使得电极材料的比容量较难提高。
[0003]石墨烯作为一种二维单分子层材料，具有较高的比表面积和较高的电导率，石墨烯在掺硼后，由于硼的电负性，使石墨烯的储能效率更高，硼掺杂石墨烯是一种理想的电化学电容器电极材料，但该材料容易团聚，导致其实际比表面积并不大，而且与离子液体的浸润性较差，所获得的储能比容量并不高。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种储能比容`量较高的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料及其制备方法、使用了该硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的电化学电容器及其制备方法。
[0005]一种硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，包括硼掺杂石墨烯薄膜和吸附于所述硼掺杂石墨烯薄膜上的离子液体。
[0006]在其中一个实施例中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMM] TF2N)或1- 丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM] TF2N)。
[0007]在其中一个实施例中，所述硼掺杂石墨烯薄膜与所述离子液体的质量比为1:20~1:50。
[0008]一种硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，包括:
[0009]将石墨进行氧化，得到氧化石墨；
[0010]将所述氧化石墨分散在去离子水中，超声2小时I小时，过滤，烘干，得到氧化石
墨烯；
[0011]将所述氧化石墨烯与三氧化二硼混合后置于惰性气体的气氛下，升温至800° (Tl300° C并保温0.5小时~I小时后冷却至室温，得到混合物，除去残余的三氧化二硼，洗涤，将洗涤后的固体物置于去离子水中超声，真空过滤后得到硼掺杂石墨烯薄膜，然后将所述硼掺杂石墨烯薄膜浸泡在去离子水中；及[0012]将所述硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，去除硼掺杂石墨烯薄膜表面的水分后，将所述硼掺杂石墨烯薄膜置于离子液体中浸泡，然后将吸附有离子液体的硼掺杂石墨烯薄膜置于真空环境中100°C -l20° C加热12小时~24小时，抽滤，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0013]在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为0.5:1-4:10
[0014]在其中一个实施例中，所述升温至800° -l300° C并保温0.5小时~2小时后冷却至室温的升温速率为10° C/mirT30° C/min。
[0015]在其中一个实施例中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1- 丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。
[0016]在其中一个实施例中，所述除去残余的三氧化二硼为将所述混合物置于质量分数为10%的盐酸中搅拌2小时后过滤。
[0017]一种电化学电容器，包括壳体及收容在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜及电解液；
[0018]所述正极片和负极片包括硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料；
[0019]所述电解液为离子液体。
[0020]一种电化学电容器的制备方法，包括:
[0021]将硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料进行干燥和切片处理，得到正极片和负极片；
[0022]按照所述正极片、隔膜和所述负极片的顺序依次层叠组装得到电芯；及
[0023]在所述电芯外包覆壳体，并向所述壳体内注入由离子液体形成的电解液，密封后得到电化学电容器。
[0024]上述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料及其制备方法和电化学电容器及其的制备方法中，将硼掺杂石墨烯薄膜先浸没在去离子水中保存，然后再置于离子液体中，利用水与离子液体之间的交换，大大降低了石墨烯片层的团聚，有效提高石墨烯的储能表面。同时由于硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料含有离子液体，所使用的电解液也是离子液体，可以提高硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料在电解液中的浸润性，使该材料与电解液的浸润性大大提高。最终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。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为一实施方式的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法的流程图；
[0026]图2为一实施方式的电化学电容器的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施方式及附图，对硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料及其制备方法和使用该硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的电化学电容器及其制备方法作进一步的详细说明。
[0028]一实施方式的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，包括硼掺杂石墨烯薄膜和吸附于所述硼掺杂石墨烯薄膜上的离子液体。
[0029]本实施例中，离子液体优选为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1- 丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。硼掺杂石墨烯薄膜与离子液体的质量比优选为1:20~1:50。[0030]上述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料中，具有较好的储能性能，由于离子液体的存在，使得硼掺杂石墨烯薄膜不易团聚，且提高了该材料与电解液的浸润性，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。
[0031]请参阅图1，一实施方式的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法包括以下步骤:
[0032]S101，将石墨进行氧化，得到氧化石墨。
[0033]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0° 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85° C进行反应，并保温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，继续保持85° C温度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。
[0034]本实施例中，石墨优选为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%。
[0035]S102，将氧化石墨分散在去离子水中，超声2小时~4小时，过滤，烘干，得到氧化石墨稀。
[0036]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。
[0037]本实施例中，氧化石墨的浓度优选为0.5g/L~l.0g/L，超声的功率优选为500W，超声时间优选为2小时I小时。干燥的过程优选为将固体物置于真空箱中60° C干燥12小时。
[0038]S103，将氧化石墨烯与三氧化二硼混合后置于惰性气体的气氛下，升温至800° 0-1300° C并保温0.5小时小时后冷却至室温，得到混合物；除去残余的三氧化二硼，洗涤，将洗涤后的固体物置于去离子水中超声，真空过滤后得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜置于去离子水中。
[0039]本实施例中，氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比优选为0.5: f 4:1。惰性气体优选为IS气或氖气，惰性气体的流速优选为100mL/min~400mL/min。升温过程中的升温速率优选为10° C/mirT30° C/min。除去残余的三氧化二硼的具体步骤优选为待S102制得的氧化石墨烯与三氧化二硼反应后得到混合物，将混合物置于3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，使没有反应的三氧化二硼溶解，然后进行过滤。洗涤步骤优选为采用去离子水洗涤过滤物。
[0040]S104，将硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，去除硼掺杂石墨烯薄膜表面的水分后，将硼掺杂石墨烯薄膜置于离子液体中浸泡，然后将吸附有离子液体的硼掺杂石墨烯薄膜置于真空环境中于100°C-l20° C加热12小时~24小时，抽滤，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0041]本实施例中，去除硼掺杂石墨烯薄膜表面的水分优选为采用滤纸将其表面的水分吸干。离子液体优选为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。抽滤主要是为了去除多余的离子液体。
[0042]上述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法中，将硼掺杂石墨烯薄膜先浸没保存在去离子水中，然后再置于离子液体中，利用水与离子液体之间的交换，大大降低了石墨烯片层的团聚，有效提高石墨烯的储能表面，而且离子液体的存在，使硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料与电解液的浸润性大大提高，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。且该制备方法工艺简单，操作方便，具有良好的工业化应用的前景。
[0043]—实施方式的电化学电容器，包括壳体及收容在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜及电解液；正极片和负极片包括上述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料；电解液为离子液体。
[0044]本实施例中，离子液体优选为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1- 丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。
[0045]上述电化学电容器采用硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料作为电极片，由于硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料具有较好的储能性能，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。
[0046]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:
[0047]S201，将上述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料进行干燥和切片处理，得到正极片和负极片； [0048]本实施例中，干燥过程优选为先于80°C温度下干燥2小时，再于250°C温度下干燥2小时。
[0049]S202，按照正极片、隔膜和负极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0050]S203，在电芯外包覆壳体，并向壳体内注入由离子液体形成的电解液，密封后得到电化学电容器。
[0051 ] 本实施例中，从壳体的注液口注入离子液体至壳体内，再密封注液口，得到电化学电容器。离子液体优选为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。
[0052]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。
[0053]以下结合具体实施例来进行说明。
[0054]实施例1
[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，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，氧化石墨的浓度为lg/L，用超声波清洗机在功率为500W的条件下超声2小时后过滤得到固体物，将固体物置于60° C的真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0057](3)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯与三氧化二硼混合均匀得到混合物，其中氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为4:1 ;然后置于流速为400mL/min的氩气气氛下，以20° C/min升温速率将混合物周围的温度升至800° C，并保持30分钟；在流速为400mL/min的IS气气氛下降至室温；将混合物置于3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，过滤得到过滤物，用去离子水洗涤过滤物后，将洗涤后的过滤物置于去离子水中超声，真空缓慢过滤得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜置于去离子水中保存。
[0058](4)硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备:将(3)中得到的硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，用滤纸吸干其表面的水，将硼掺杂石墨烯薄膜完全浸没在[emm]tf2n中，硼掺杂石墨烯薄膜与[EMM]了?力质量比为1:20，然后将混合物置于120° C的真空环境下加热12小时，最后将多余的离子液体抽滤除去，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0059]实施例2
[0060](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。
[0061](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，氧化石墨溶液的浓度为lg/L，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60° C的真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0062](3)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯与三氧化二硼混合均匀得到混合物，其中氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为2:1 ;然后置于流速为400mL/min的氩气气氛下，以30° C/min升温速率将混合物周围的温度升至1100° C，并保持2小时；在流速为400mL/min的`IS气气氛下降至室温；将混合物置于3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，过滤得到过滤物，用去离子水洗涤过滤物后，将洗涤后的过滤物置于去离子水中超声，真空缓慢过滤得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜置于去离子水中保存。
[0063](4)硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备:将(3)中得到的硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，用滤纸吸干其表面的水，将硼掺杂石墨烯薄膜完全浸没在[emm]tf2n中，硼掺杂石墨烯薄膜与[EMM]了?力质量比为1:30，然后将混合物置于100° C的真空环境下加热24小时，最后将多余的离子液体抽滤除去，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0064]实施例3
[0065](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85° 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。
[0066](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，氧化石墨溶液的浓度为lg/L ;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60° C的真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0067](3)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯与三氧化二硼混合均匀得到混合物，其中氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为1:1 ;然后置于流速为200mL/min的氖气气氛下，以10° C/min升温速率将混合物周围的温度升至1000° C，并保持30分钟；在流速为200mL/min的氖气气氛下降至室温,将混合物置于3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，过滤得到过滤物，用去离子水洗涤过滤物后，将洗涤后的过滤物置于去离子水中超声，真空缓慢过滤得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜置于去离子水中保存。
[0068](4)硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备:将(3)中得到的硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，用滤纸吸干其表面的水，将硼掺杂石墨烯薄膜完全浸没在[bmm]tf2n中，硼掺杂石墨烯薄膜与[EMM]了?力质量比为1:40，然后将混合物置于100° C的真空环境下加热24小时，最后将多余的离子液体抽滤除去，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0069]实施例4
[0070](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。
[0071](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，氧化石墨溶液的浓度为lg/L ;用功率为50·0W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60° C的真空烘箱中干燥12小时，得到氧化石墨烯。
[0072](3)硼掺杂石墨烯薄膜的制备:取(2)中得到的氧化石墨烯与三氧化二硼混合均匀得到混合物，其中氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为0.5:1 ;然后置于流速为I OOmL/min的氩气气氛下，以20° C/min升温速率将混合物周围的温度升至1300° C，并保持I小时，最后在流速为100mL/min的IS气气氛下降至室温,将混合物置于3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，过滤得到过滤物，用去离子水洗涤过滤物后，将洗涤后的过滤物置于去离子水中超声，真空缓慢过滤得到硼掺杂石墨烯薄膜，将硼掺杂石墨烯薄膜置于去离子水中保存。
[0073](4)硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备:将(3)中得到的硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，用滤纸吸干其表面的水，将硼掺杂石墨烯薄膜完全浸没在[bmm]tf2n中，硼掺杂石墨烯薄膜与[EMM]了?力质量比为1:50，然后将混合物置于100° C的真空环境下加热24小时，最后将多余的离子液体抽滤除去，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
[0074]实施例5
[0075]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0076](I)将实施例1制备的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料在80° C温度下干燥2小时，然后在250°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得正极片和负极片。
[0077](2)按照将(I)中获得的正极片、隔膜和负极片的顺序依次层叠组装得到电芯。[0078](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[EMIM] TF2N,密封注液口，得到电化学电容器。
[0079]实施例6
[0080]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0081](I)将实施例2制备的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料进行辊压，在80° C温度下干燥2小时，然后在250°C温度下干燥2小时后切片处理，制得正极片和负极片。
[0082](2)按照将(I)中获得的正极片、隔膜和负极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0083](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[EMIM] TF2N,密封注液口，得到电化学电容器。
[0084]实施例7
[0085]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0086](I)将实施例3制备的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料在80° C温度下干燥2小时，然后在250°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得正极片和负极片。
[0087](2)按照将(I)中获得的正极片、隔膜和负极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0088](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] TF2N,密封注液口，得到电化学电容器。
[0089]实施例8
[0090]制备电化学电容器的工艺流程如下:
[0091](I)将实施例4制备的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料在80° C温度下干燥2小时，然后在250°C温度下干燥2小时后进行切片处理，制得正极片和负极片。
[0092](2)按照将(I)中获得的正极片、隔膜和负极片的顺序依次层叠组装得到电芯。
[0093](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] TF2N,密封注液口，得到电化学电容器。
[0094]对实施例5~8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。
[0095]表1实施例5、的电化学电容器充放电测试结果
[0096]
【权利要求】
1.一种硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，其特征在于，包括硼掺杂石墨烯薄膜和吸附于所述硼掺杂石墨烯薄膜上的离子液体。
2.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，其特征在于，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。
3.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料，其特征在于，所述硼掺杂石墨烯薄膜与所述离子液体的质量比为1:20-l: 50。
4.一种硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，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； 将所述氧化石墨烯与三氧化二硼混合后置于惰性气体的气氛下，升温至800° (Tl300° C并保温0.5小时~2小时后冷却至室温，得到混合物，除去残余的三氧化二硼，洗涤，将洗涤后的固体物置于去离子水中超声，真空过滤后得到硼掺杂石墨烯薄膜，然后将所述硼掺杂石墨烯薄膜浸泡在去离子水中；及 将所述硼掺杂石墨烯薄膜从去离子水中取出，去除硼掺杂石墨烯薄膜表面的水分后，将所述硼掺杂石墨烯薄膜置于离子液体中浸泡，然后将吸附有离子液体的硼掺杂石墨烯薄膜置于真空环境中下于100° C-l20° C加热12小时~24小时，抽滤，得到硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料。
5.根据权利要求4所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为0.5:-4:1.
6.根据权利要求4所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，其特征在于，所述升温至800° C-l300° C并保温0.5小时小时后冷却至室温的升温速率为10° C/min~30° C/min。
7.根据权利要求4所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。
8.根据权利要求4所述的硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料的制备方法，其特征在于，所述除去残余的三氧化二硼为将所述混合物置于质3mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2小时后过滤。
9.一种电化学电容器,其特征在于，包括壳体及收容在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜及电解液； 所述正极片和负极片包括权利要求1中所述硼掺杂石墨烯复合薄膜电极材料； 所述电解液为离子液体。
10.一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复合薄膜电极材料进行干燥和切片处理，得到正极片和负极片； 按照所述正极片、隔膜和所述负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由离子液体形成的电解液，密封后得到电化学电容器。
【文档编号】H01G9/042GK103787310SQ201210428415
【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