峰的位置位于2 Θ =26.5°，而且为强度很高的尖峰，晶面间距为典型石墨的晶面间距0.334nm，氧化石墨出现的峰位置为氧化石墨典型峰的位置为2 Θ =11°，石墨稀粉体因为片层之间排布不均勾则是在2 Θ =25.14°出现慢头峰，高取向石墨烯膜则是由于石墨烯片层的规则排列出现曲线，衍射峰也表现为较强的尖峰，但是与原始石墨相比则明显宽化，晶面间距则转变为0.342nm。
[0032]图2为产物的各种样品的数码照片:(A)氧化石墨薄膜；(B)图为还原之后的高取向石墨烯薄膜；(C)图为自支撑的高取向石墨烯薄膜。由数码照片可以看出在氧化石墨薄膜呈现出典型的橙黄色，还原之后则转变为黑色，成膜均匀并具有一定的光泽。
[0033]图3为产物三电极测试的阻抗图谱，插图为高频区域图谱，对所得阻抗曲线进行拟合得到石墨烯薄膜的接触电阻艮为3.57 Ω，电荷传输电阻R。,为4.52 Ω。
[0034]图4为产物在两电极测试结构在IM硫酸钠电解液中不同扫描速率下的循环伏安曲线，经计算高取向石墨烯薄膜的最大比电容达302F/g，最大的能量密度为26.8Wh/kg，最大的功率密度为23.4kW/kg。
[0035]图5为产物在两电极测试结构在IM硫酸钠电解液中不同电流密度下首次恒流充放电曲线。表明产物在不同的充放电电流密度下都具有较好的充放电特性。
[0036]实施例2
[0037]将氧化石墨用去离子水洗涤4次后配制成浓度为6mg/mL的去离子水悬浮液，超声3h，3500r/min离心1min洗涤去除未剥离石墨粉体，将上清液在55°C旋转蒸发至形成氧化石墨浆料。将表面清洗好的铜箔吸附于刮涂机表面，将刮涂刀具设定为200 μ m，启动刮涂机将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面，制得氧化石墨薄膜，将氧化石墨薄膜置于氙灯下20cm处照射还原12h即得。
[0038]X射线衍射分析表明为制备得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接触电阻、电荷传输电阻较低，循环伏安曲线分析具有较高的比电容、能量密度和功率密度，恒流充放电分析具有较好的充放电性能。
[0039]实施例3
[0040]将氧化石墨用去离子水洗涤3次后配制成浓度为3mg/mL的去离子水悬浮液，超声lh, 3000r/min离心20min洗涤去除未剥离石墨粉体，将上清液在45°C旋转蒸发至形成氧化石墨浆料。将表面清洗好的铜箔吸附于刮涂机表面，将刮涂刀具设定为100 μ m，启动刮涂机将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面，制得氧化石墨薄膜，将氧化石墨薄膜置于氙灯下15cm处照射还原6h即得。
[0041]X射线衍射分析表明为制备得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接触电阻、电荷传输电阻较低，循环伏安曲线分析具有较高的比电容、能量密度和功率密度，恒流充放电分析具有较好的充放电性能。
[0042]实施例4
[0043]将氧化石墨用去离子水洗涤2次后配制成浓度为2mg/mL的去离子水悬浮液，超声lh，3000r/min离心30min洗涤去除未剥离石墨粉体，将上清液在45°C旋转蒸发至形成氧化石墨浆料。将表面清洗好的铜箔吸附于刮涂机表面，将刮涂刀具设定为100 μ m，启动刮涂机将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面，制得氧化石墨薄膜，将氧化石墨薄膜置于氙灯下15cm处照射还原9h即得。
[0044]X射线衍射分析表明为制备得到高取向石墨烯薄膜，阻抗分析表明接触电阻、电荷传输电阻较低，循环伏安曲线分析具有较高的比电容、能量密度和功率密度，恒流充放电分析具有较好的充放电性能。
【主权项】
1.一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，包括: (1)将氧化石墨进行洗涤，然后加入去离子水中，得到悬浮液，超声、离心，然后将上清液旋转蒸发，得到氧化石墨浆料； (2)将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面，制得氧化石墨薄膜，然后进行照射还原处理，即得高取向石墨稀薄膜。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中洗涤为去离子水洗涤2-4次。3.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤⑴中悬浮液的浓度为0.5?6mg/mL。4.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中超声时间为l_3h。5.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中离心为:2500?3500r/min条件下离心10?40min。6.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中旋转蒸发为40?55°C条件下旋转蒸发。7.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面具体为:将表面清洗好的铜箔吸附于刮涂机表面，将刮涂刀具设定厚度，启动刮涂机将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面。8.根据权利要求7所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述刮涂刀具设定厚度为50?200 μπι。9.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中照射还原处理为:置于氙灯下10?20cm处照射还原3-12h。
【专利摘要】本发明涉及一种超级电容器用高取向石墨烯薄膜的制备方法，包括：将氧化石墨进行洗涤，然后加入去离子水中，得到悬浮液，超声、离心洗涤，然后将上清液旋转蒸发，得到氧化石墨浆料；将氧化石墨浆料刮涂在铜箔表面，制得氧化石墨薄膜，然后进行照射还原处理，即得。本发明采用刮涂法成膜，还原过程采用光照还原，过程简单，易于工业化生产；本发明制备的超级电容器用高取向石墨烯薄膜具有较好柔韧性，比电容高，在柔性超级电容器、锂离子电池等柔性储能领域有广阔应用。
【IPC分类】H01G11/86
【公开号】CN104916459
【申请号】CN201510366344
【发明人】李耀刚, 邵元龙, 王宏志, 张青红
【申请人】东华大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月29日