一种硼原子掺杂改性石墨烯材料、制备方法及应用.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104299798 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104299798 A (21)申请号 201410105152.8 (22)申请日 2014.03.19 H01G 11/36(2013.01) (71)申请人 洛阳力容新能源科技有限公司 地址 471000 河南省洛阳市西工区红山乡下 沟村龙翔大道 41 号 (72)发明人 李志 (74)专利代理机构 郑州睿信知识产权代理有限 公司 41119 代理人 牛爱周 (54) 发明名称 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料、 制备方法 及应用 (57) 摘要 本发明公开了一种硼原子掺杂改性石墨烯材 料、 制。

2、备方法及应用， 属于电极材料生产技术领 域。本发明通过制备可溶性氧化石墨烯溶液及含 硼原子化合物溶液， 将二者充分混合实现分子级 别的分散， 有利于氧化石墨烯中羟基官能团与含 硼原子化合物发生反应， 使硼原子以化学键的方 式连接到氧化石墨烯上， 将硼原子掺杂在碳 - 碳 晶格内， 额外的电子空穴存在产生赝电容的性能， 可利用杂原子自身多余的电子以及空穴产生电化 学反应来提高石墨烯材料的电容性能。将该材料 作为电极活性物质用于制备超级电容器， 有利于 提高电容器的比电容、 比功率及能量密度， 性能卓 越， 成本低廉， 与传统活性炭型超级电容器相比能 有效节省能源， 适于大规模工业化生产及应用。 。

3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104299798 A CN 104299798 A 1/1 页 2 1. 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其特征在于 ： 硼原子在改性石墨烯材料中的质量 百分比 0.1 30%。 2. 根据权利要求 1 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其特征在于 ： 所述硼原子掺杂 改性石墨烯材料的制备方法为 ： 分别将可溶性氧化石墨烯及含硼原子化合物溶解， 取两种 溶液混合， 干燥得到固态前驱体材料， 再经退。

4、火处理即得。 3. 根据权利要求 1 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其特征在于 ： 所述的含硼原子 化合物为氧化硼或硼酸。 4. 根据权利要求 1 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其特征在于 ： 所述的退火处理 的步骤为 ： 在惰性气体保护下， 将前驱体材料以 1 15 /min 的升温速率升温至 600 1500， 保温 1 10 小时后冷却即可。 5. 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： （1） 将可溶性氧化石墨烯分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的溶液 ； （2） 将含硼原子化合物分散于溶剂中得到浓度为 1 10g/50mL 溶剂的溶液 ；。

5、 （3） 将步骤 （2） 的溶液加入到步骤 （1） 的溶液中， 充分搅拌后干燥得前驱体材料 ； （4） 取步骤 （3） 的前驱体材料经退火处理即得硼原子掺杂改性石墨烯材料。 6. 根据权利要求 5 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法， 其特征在于 ： 所述 步骤 （2） 中含硼原子化合物为氧化硼或硼酸。 7. 根据权利要求 5 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法， 其特征在于 ： 所述 步骤 （4） 中退火处理的步骤为 ： 在惰性气体保护下， 将前驱体材料以 1 15 /min 的升温 速率升温至 600 1500， 保温 3 小时后冷却即可。 8. 根据权利要求 7 所述的硼原子。

6、掺杂改性石墨烯材料的制备方法， 其特征在于 ： 退火 处理的步骤为 ： 以 3 /min 的升温速率升温至 1000， 保温 3 小时。 9. 一种如权利要求 1 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用。 10. 根据权利要求 9 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 其特征在于 ： 具体步骤为 ： 以质量比为 （80 95） :（20 5） 将硼原子掺杂改性石墨烯材 料与粘结剂混合， 将混合材料压制在集流板上制备正负极片 ； 取正负极片面对面放置， 中间 以多孔隔膜隔离， 加入电解液后封装至电池壳内即得超级电容器。 权 利 要 求 书 CN 1042997。

7、98 A 2 1/6 页 3 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料、 制备方法及应用 技术领域 0001 本发明具体涉及一种硼原子掺杂改性石墨烯材料， 以及改性石墨烯材料的制备方 法和应用， 属于电极材料生产技术领域。 背景技术 0002 双电层超级电容器 （又称为超级电容， Super Capacitor 或 Ultra Capacitor） ， 是 近年来随着材料科学的突破而出现的新型储能元件， 它填补了普通电容器与电池之间的比 能量与比功率空白， 具有高至数千法拉的电容量， 瞬间放电电流可达数千安培， 同时还具有 安全可靠， 适用范围宽的特点， 是改善和解决电能动力性能应用的突破性元器件。 双电。

8、层超 级电容器在汽车 （特别是电动汽车、 混合燃料汽车和特殊载重车辆） 、 风能、 太阳能、 国防军 工、 电力、 铁路、 通讯、 消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力， 被世界各国 所广泛关注。超级电容器也称双电层电容器。电化学电容器是利用电极表面形成双电层 或者发生二维或者准二维法拉第反应存储电能。作为一种新型的储能装置， 电化学电容器 以其高功率和长寿命引起了众多研究者的注意。碳材料作为电容器的电极材料， 研究历史 较长。 近年来研究主要集中在提高碳材料的比表面积和控制碳材料的孔径及孔径分布等方 面。 多孔碳材料虽然可以得到比较高的比电容， 但是导电能力低， 且其较低的比功率。

9、限制了 其作为超级电容器的应用。碳纳米管尽管其导电以及各方面能力优越， 但是其高的接触电 阻， 以及昂贵的集电极也限制了其应用。石墨烯材料作为凝聚态物理的一种崭新的二维材 料， 具有较大的比表面积及优异的导电能力， 且成本价格低， 制作工艺简单， 是作为超级电 容器电极材料的最佳选择。 随着杂原子例如硼原子、 氮原子等的掺入， 可以提高石墨烯材料 的导电性能， 并可提供一部分的赝电容， 提升超级电容器的能量密度。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0004 同时， 本发明还同一种硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法。 0005 最后， 本发明提供一种硼原子掺杂。

10、改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用。 0006 为了实现以上目的， 本发明所采用的技术方案是 ： 0007 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料， 硼原子所占比例为 0.1 30wt% （硼原子在改性 石墨烯材料中的质量百分比） 。 0008 所述硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法为 ： 分别将可溶性氧化石墨烯及含硼 原子化合物溶解， 取两种溶液混合 （可溶性氧化石墨烯与含硼原子化合物发生化学反应） ， 干燥得到固态前驱体材料， 再经退火处理即得。 0009 所述的可溶性氧化石墨烯的制备方法为 ： 称取 5g 石墨、 3.75g 硝酸钠， 将两者混 合均匀后加入 2L 的三口烧瓶中， 再继续向烧瓶。

11、中加入 332ml 浓硫酸， 搅拌均匀 ； 水浴加热， 使烧瓶内体系温度维持在 35 45， 然后缓慢加入高锰酸钾 22.5g， 搅拌 3 天 ； 再加水 1L （滴加） ， 维持在 90 95， 保温 2 小时 ； 滴加双氧水， 直至溶液完全变为浅黄色， 再搅拌 30 说 明 书 CN 104299798 A 3 2/6 页 4 分钟， 自然沉淀或离心， 干燥即得。抑或采用市售的可溶性氧化石墨烯， 但需保证金属杂质 含量小于 20ppm， 否则需要进行金属离子渗析处理， 才可用于制备硼原子掺杂改性石墨烯材 料。溶解可溶性氧化石墨烯采用水即可， 浓度为 5mg/mL。 0010 所述的含硼原子。

12、化合物为氧化硼或硼酸。 溶解氧化硼可采用乙醇， 浓度为110g 氧化硼 /50mL 乙醇 ； 溶解硼酸采用水， 浓度为 1 10g 硼酸 /50mL 水。 0011 所述的干燥可采用喷雾干燥或低温低压干燥 （如低温真空干燥） 的方法。喷雾干燥 的具体参数为 ： 料液温度 20 80， 出口温度 100 200， 空气流量 60 1000 立方米 / 小时。优选为 ： 料液温度 60， 出口温度 120， 空气流量 100 立方米 / 小时。低温低压干 燥可采用 -20低压干燥 （溶剂升华） 。 0012 所述的退火处理的步骤为 ： 在惰性气体 （如氩气）保护下， 将前驱体材料以 1 15/mi。

13、n的升温速率升温至6001500， 保温110小时后冷却即可。 优选为 ： 以3/ min 的升温速率升温至 1000， 保温 3 小时。 0013 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0014 （1） 将可溶性氧化石墨烯分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的溶液 ； 0015 （2） 将含硼原子化合物分散于溶剂中得到浓度为 1 10g/50mL 的溶液 ； 0016 （3） 将步骤 （2） 的溶液加入到步骤 （1） 的溶液中， 充分搅拌后干燥得前驱体材料 ； 0017 （4） 取步骤 （3） 的前驱体材料经退火处理即得硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0018 所述步骤 （。

14、1） 中分散优选超声分散， 超声分散的频率为 30 100kHz。 0019 所述步骤 （2） 中含硼原子化合物为氧化硼或硼酸。分散氧化硼可采用溶剂乙醇， 分散硼酸采用溶剂水， 浓度分别为 1 10g 氧化硼 /50mL 乙醇、 1 10g 硼酸 /50mL 水。 0020 所述步骤 （3） 中步骤 （1） 溶液与步骤 （2） 溶液的体积比为 （10 90） :（90 10） 。 0021 所述步骤 （3） 中搅拌的时间为 1 5 小时， 搅拌转速为 60 120r/min。 0022 所述步骤 （3） 中干燥可采用喷雾干燥或低温低压干燥的方法， 具体同上。 0023 所述步骤 （4） 中退火。

15、处理的步骤为 ： 在惰性气体 （如氩气） 保护下， 将前驱体材料以 1 15 /min 的升温速率升温至 600 1500， 保温 3 小时后冷却即可。优选为 ： 以 3 / min 的升温速率升温至 1000， 保温 3 小时。 0024 一种硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用。 所述的硼原子掺杂 改性石墨烯材料作为电容器正极和 / 或负极的活性物质。具体步骤为 ： 以质量比为 （80 95） :（20 5） 将硼原子掺杂改性石墨烯材料与粘结剂混合， 将混合材料压制在集流板上 制备正负极片 ； 取正负极片面对面放置， 以多孔隔膜隔离， 加入电解液后封装至电池壳内即 得超级电容器。

16、。 0025 所述的硼原子掺杂改性石墨烯材料在与粘结剂混合前， 需低温 120烘干 6 小时。 0026 所述的粘结剂为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。 活性物质与粘结剂的混合优选超声混 合。 0027 所述的压制采用 10 20MPa 压力， 集流板为泡沫镍集流板。 0028 所述的正负极片可裁制成直径 13mm 的圆形， 其中活性物质含量约为 4mg。 0029 所述的多孔隔膜可采用聚丙烯薄膜等常见隔膜材料。 0030 所述的电解液为采用含锂盐电解液如浓度为 1 2mol/L 的四乙基硼氟酸铵盐电 解液， 或浓度为 1 2mol/L 的四乙基硼氟酸铵盐 / 乙腈电解液， 也可采用质量分数为 5 说。

17、 明 书 CN 104299798 A 4 3/6 页 5 30wt% 的 KOH 电解液或 H2SO4 电解液。 0031 本发明的有益效果 ： 0032 本发明中硼原子掺杂改性石墨烯材料的单片大小在 10nm2到 400m2之间， 硼原 子所占比例为 0.1 30wt%， 具有二维结构， 比表面积大， 导电性能高。其中硼原子掺杂在 碳 - 碳晶格内， 额外的电子空穴存在产生赝电容的性能， 可利用杂原子自身多余的电子以 及空穴产生电化学反应来提高石墨烯材料的电容性能。 0033 本发明通过制备可溶性氧化石墨烯溶液及含硼原子化合物溶液， 将二者充分混合 实现分子级别的分散， 有利于氧化石墨烯中。

18、羟基官能团与含硼原子化合物发生反应， 使硼 原子以化学键的方式连接到氧化石墨烯上， 将硼原子掺杂在碳 - 碳晶格内。该制备方法简 单、 易操作， 适于工业化大规模生产及应用。 0034 本发明将硼原子掺杂改性石墨烯材料作为电极活性物质用于制备超级电容器， 有 利于提高电容器的比电容、 比功率及能量密度， 与传统活性炭型超级电容器相比能有效节 省能源， 与碳纳米管型超级电容器相比能有效提高电容器的电化学性能， 其性能卓越， 成本 低廉， 适于大规模工业化生产及应用。 附图说明 0035 图 1 为本发明实施例 1 中超级电容器的循环伏安曲线 ； 0036 图 2 为实施例 1 中超级电容器的交流。

19、阻抗测试曲线 ： 0037 图 3 为实施例 1 中硼原子掺杂改性石墨烯材料的 X 射线光电子能谱图 ； 0038 图 4 为实施例 2 中超级电容器的循环伏安曲线。 具体实施方式 0039 下述实施例仅对本发明作进一步详细说明， 但不构成对本发明的任何限制。 0040 实施例 1 0041 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其制备方法为 ： 0042 （1） 可溶性氧化石墨烯的制备 0043 称取5g石墨、 3.75g硝酸钠， 将两者混合均匀后加入2L的三口烧瓶中， 再继续向烧 瓶中加入 332ml 浓硫酸， 搅拌均匀 ； 水浴加热， 使烧瓶内体系温度维持在 40， 然后缓慢加 入高锰。

20、酸钾 22.5g， 搅拌 3 天 ； 再加水 1L（滴加） ， 维持在 90， 保温 2 小时 ； 滴加双氧水， 直 至溶液完全变为浅黄色， 再搅拌 30 分钟， 自然沉淀或离心， 干燥即得 ； 0044 （2） 将 200mg 可溶性氧化石墨烯超声分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的溶液 ； 0045 （3） 将1g氧化硼搅拌分散于50mL乙醇溶液中， 再将氧化硼的乙醇溶液缓慢加入到 步骤 （2） 的溶液中， 常温搅拌 3 小时得混合液 ； 0046 （4） 取步骤 （3） 的混合液喷雾干燥得前驱体材料， 喷雾干燥的参数为 ： 料液温度 60， 出口温度 120， 空气流量 100 立方米。

21、 / 小时 ； 0047 （5） 在氩气保护下， 将前驱体材料以 3 /min 的升温速率升温至 1000， 保温 3 小 时， 自然冷却得到硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0048 上述制备的硼原子掺杂改性石墨烯材料的 X 射线光电子能谱图见图 3。 0049 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 说 明 书 CN 104299798 A 5 4/6 页 6 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后与质量为 5mg 的聚四氟 乙烯超声波混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制成直 径为。

22、 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质量相 近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯多孔隔膜隔离， 滴加 2mL 浓度为 1mol/L 的四乙 基硼氟酸铵盐电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 156F/g。 0050 上述制备的超级电容器的循环伏安曲线、 交流阻抗测试曲线见图 1、 2。 0051 实施例 2 0052 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 1。 0053 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取100mg硼原子掺杂改性石墨烯， 经120低温干燥6。

23、小时后与质量为10mg的聚四氟 乙烯超声波混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制成直 径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质量相 近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯薄膜隔离， 滴加 1mL 质量分数为 5wt% 的 KOH 电 解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 175F/g。 0054 本实施例中超级电容器的循环伏安曲线见图 4。 0055 实施例 3 0056 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 1。 0057 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电。

24、容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取100mg硼原子掺杂改性石墨烯， 经120低温干燥6小时后与质量为15mg的聚四氟 乙烯超声波混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制成直 径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质量相 近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯薄膜隔离， 滴加 1mL 质量分数为 30wt% 的 H2SO4 电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 205F/g。 0058 实施例 4 0059 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 1。 0060 本实施。

25、例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后与质量为 5mg 的聚四氟 乙烯超声波球化混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制 成直径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质 量相近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯薄膜隔离， 滴加 1mL 质量分数为 30wt% 的 KOH 电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 230F/g。 0061 实施例 5 0062 本实施例中的硼原。

26、子掺杂改性石墨烯材料同实施例 1。 0063 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后加入到 100g 质量百分比 为 8% 的聚偏氟乙烯的 N- 甲基吡咯烷酮溶液中， 分散 3 个小时得浆料， 将浆料刮涂在铝箔上 制成电极片， 再在 120下真空干燥 6 小时， 裁制成直径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼 原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 14mg） ； 将质量相近的两片电极片面对面放置， 中间以 聚丙烯薄膜隔离， 滴加 1.5mL 浓度为 1mol/L 的四乙基硼氟酸铵盐。

27、 / 乙腈电解液， 然后封装 说 明 书 CN 104299798 A 6 5/6 页 7 至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 173F/g。 0064 实施例 6 0065 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其制备方法为 ： 0066 （1） 可溶性氧化石墨烯的制备 0067 称取5g石墨、 3.75g硝酸钠， 将两者混合均匀后加入2L的三口烧瓶中， 再继续向烧 瓶中加入 332ml 浓硫酸， 搅拌均匀 ； 水浴加热， 使烧瓶内体系温度维持在 45， 然后缓慢加 入高锰酸钾 22.5g， 搅拌 3 天 ； 再加水 1L（滴加） ， 维持在 95， 保温 2 小时 ； 滴加双氧水。

28、， 直 至溶液完全变为浅黄色， 再搅拌 30 分钟， 自然沉淀或离心， 干燥即得 ； 0068 （2） 将 200mg 可溶性氧化石墨烯超声分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的溶液 ； 0069 （3） 将 3g 硼酸搅拌分散于 50mL 水中， 再将硼酸的水溶液缓慢加入到步骤 （2） 的溶 液中， 常温搅拌 3 小时得混合液 ； 0070 （4） 取步骤 （3） 的混合液喷雾干燥得前驱体材料， 喷雾干燥的参数为 ： 料液温度 60， 出口温度 120， 空气流量 100 立方米 / 小时 ； 0071 （5） 在氩气保护下， 将前驱体材料以 3 /min 的升温速率升温至 800， 保温 。

29、3 小 时， 自然冷却得到硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0072 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后与质量为 5mg 的聚四氟 乙烯超声波混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制成直 径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质量相 近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯多孔隔膜隔离， 滴加 1mL 质量分数为 30wt% 的 KOH 电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电。

30、容为 250F/g。 0073 实施例 7 0074 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 6。 0075 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后与质量为 5mg 的聚四氟 乙烯超声波球化混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制 成直径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质 量相近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯多孔隔膜隔离， 滴加 2mL 质量分数为 30wt% 的 H2SO。

31、4电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 228F/g。 0076 实施例 8 0077 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 6。 0078 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后与质量为 5mg 的聚四氟 乙烯超声波球化混合， 将混合后的电极材料在 16MPa 压力下压制在泡沫镍集流板上， 裁制 成直径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 4mg） ； 将质 量相近的两片电极片面对面放置， 中间以聚丙烯多孔隔膜。

32、隔离， 滴加 2mL 浓度为 1mol/L 的 四乙基硼氟酸铵盐电解液， 然后封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 158F/g。 0079 实施例 9 0080 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料同实施例 6。 说 明 书 CN 104299798 A 7 6/6 页 8 0081 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用， 包括以下步 骤为 ： 取 100mg 硼原子掺杂改性石墨烯， 经 120低温干燥 6 小时后加入到 100g 质量百分 比为 7% 的聚偏氟乙烯的 N- 甲基吡咯烷酮溶液中， 分散 3 个小时得浆料， 将浆料刮涂在铝箔 上制成电极片， 再在。

33、 120下真空干燥 6 小时， 裁制成直径为 13mm 的圆形电极片 （活性物质 硼原子掺杂改性石墨烯材料的质量约为 14mg） ； 将质量相近的两片电极片面对面放置， 中间 以聚丙烯多孔隔膜隔离， 滴加 1mL 浓度为 1mol/L 的四乙基硼氟酸铵盐 / 乙腈电解液， 然后 封装至扣式电池壳内得到超级电容器， 其比电容为 163F/g。 0082 实施例 10 0083 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其制备方法为 ： 0084 （1）取市售可溶性氧化石墨烯进行金属离子渗析处理， 使金属杂质含量小于 20ppm ； 0085 （2） 取步骤 （1） 中可溶性氧化石墨烯 200mg，。

34、 超声分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的 溶液 ； 0086 （3） 将 10g 氧化硼搅拌分散于 50mL 乙醇溶液中， 再将氧化硼的乙醇溶液缓慢加入 到步骤 （2） 的溶液中， 常温搅拌 5 小时得混合液 ； 0087 （4） 取步骤 （3） 的混合液喷雾干燥得前驱体材料， 喷雾干燥的参数为 ： 料液温度 20， 出口温度 100， 空气流量 150 立方米 / 小时 ； 0088 （5） 在氩气保护下， 将前驱体材料以 1 /min 的升温速率升温至 600， 保温 10 小 时， 自然冷却得到硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0089 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中。

35、的应用同实施例 1。 0090 实施例 11 0091 本实施例中的硼原子掺杂改性石墨烯材料， 其制备方法为 ： 0092 （1）取市售可溶性氧化石墨烯进行金属离子渗析处理， 使金属杂质含量小于 20ppm ； 0093 （2） 取步骤 （1） 中可溶性氧化石墨烯 200mg， 超声分散于水中得到浓度为 5mg/mL 的 溶液 ； 0094 （3） 将 10g 硼酸搅拌分散于 50mL 水中， 再将硼酸的水溶液缓慢加入到步骤 （2） 的 溶液中， 常温搅拌 3 小时得混合液 ； 0095 （4） 取步骤 （3） 的混合液喷雾干燥得前驱体材料， 喷雾干燥的参数为 ： 料液温度 81， 出口温度 200， 空气流量 200 立方米 / 小时 ； 0096 （5） 在氩气保护下， 将前驱体材料以 15 /min 的升温速率升温至 1500， 保温 1 小时， 自然冷却得到硼原子掺杂改性石墨烯材料。 0097 本实施例中硼原子掺杂改性石墨烯材料在制备超级电容器中的应用同实施例 6。 说 明 书 CN 104299798 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104299798 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104299798 A 10 。