【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料及其制備方法，屬于電化學(xué)儲能。
技術(shù)介紹
1、近年來，不可再生資源過度消耗導(dǎo)致的能源枯竭和溫室效應(yīng)問題愈發(fā)嚴重，這迫切需要一些替代它們的綠色能源和高效儲能裝置。同時，便攜式和植入式電子產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)集中在微型化上，從而進一步刺激了對高性能微型化儲能器件的巨大需求。鋅離子微型混合電容器具有微型化、高能量密度和高功率密度的特點，是近年來發(fā)展起來的一種新型電化學(xué)儲能裝置。然而，低能量密度仍然是開發(fā)高性能微型鋅離子電容器的主要挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料，將會提升鋅離子電容器的能量密度。
2、目前商業(yè)化的鋅離子電容器所用電極材料大都是活性炭和二氧化錳(mno2)等錳基氧化物，它們對提升鋅離子電容器的能量密度有限。近年來，石墨烯及其氧化物因其價格低廉、性能良好等特點備受關(guān)注。其中還原氧化石墨烯的制備方法主要包括化學(xué)還原法、熱還原法和其他還原法。化學(xué)還原法是一種常用的制備還原氧化石墨烯的方法。這種方法涉及使用還原劑來去除氧化石墨烯表面的含氧基團，從而恢復(fù)其共軛結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性。熱還原法通過高溫處理來去除氧化石墨烯表面的含氧基團，能夠有效地恢復(fù)石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)。其他還原方法包括電化學(xué)還原法、光催化還原法等。隨著對它們的深入研究，還原氧化石墨烯作為電極材料，使得鋅離子電容器能量密度有了顯著提高。然而現(xiàn)有制備方法工藝復(fù)雜，且電極材料的性能仍有待進一步提高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下。
3、一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，方法步驟包括：
4、(1)將單層氧化石墨烯溶液放入反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)，得到還原氧化石墨烯塊體；
5、(2)將還原氧化石墨烯塊體在90～110℃下加熱收縮7～8小時；
6、(3)將加熱收縮后的還原氧化石墨烯塊體搗碎、碾磨成粉末后，進行球磨；
7、(4)球磨結(jié)束后，對還原氧化石墨烯粉末進行過篩，得到一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料。
8、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述單層氧化石墨烯溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.9％～1％。
9、優(yōu)選的，步驟(1)中，水熱時，先在90～100℃下水熱合成2.5～3個小時，再在170～190℃下水熱合成5～7個小時，
10、優(yōu)選的，步驟(3)中，球磨時，球料比為2～3:1，轉(zhuǎn)速為100～150rpm，時間為1～2天。
11、優(yōu)選的，步驟(4)中，過篩時采用0.1毫米的標(biāo)準網(wǎng)篩，篩選出孔徑小于0.1毫米的還原氧化石墨烯粉末。
12、一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料，通過以上方法制備得到。
13、優(yōu)選的，所述電極材料的振實密度為0.9～1g/cm3。
14、一種微型鋅離子電容器，所述電容器的電極材料采用本專利技術(shù)所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料。
15、有益效果
16、本專利技術(shù)所述活性電極材料擁有高的振實密度，能夠發(fā)揮良好的導(dǎo)電能力，提高了鋅離子電容器的容量和能量密度。同時，本專利技術(shù)的合成制備過程操作簡單，通過水熱合成技術(shù)與自收縮組裝技術(shù)來制備活性電極材料，極大簡便了電極材料的合成工藝。此外，這種制備方法可批量制備電極材料，為電極材料提供了廣闊的實際應(yīng)用前景。
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1.一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：方法步驟包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述單層氧化石墨烯溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.9％～1％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，水熱時，先在90～100℃下水熱合成2.5～3個小時，再在170～190℃下水熱合成5～7個小時。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，球磨時，球料比為2～3:1，轉(zhuǎn)速為100～150rpm，時間為1～2天。
5.如權(quán)利要求1所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，過篩時采用0.1毫米的標(biāo)準網(wǎng)篩，篩選出孔徑小于0.1毫米的還原氧化石墨烯粉末。
6.一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料，其特征在于：通過權(quán)利要求1～5任意一項所述方法制備得到。
7.如權(quán)利要求6所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料，其特征在于：所述
8.一種微型鋅離子電容器，其特征在于：所述電容器的電極材料采用權(quán)利要求6或7所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：方法步驟包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述單層氧化石墨烯溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.9％～1％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，水熱時，先在90～100℃下水熱合成2.5～3個小時，再在170～190℃下水熱合成5～7個小時。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有高致密結(jié)構(gòu)的活性電極材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，球磨時，球料比為2～3:1，轉(zhuǎn)速為100...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙揚，韓玉鑫，
申請(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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