[发明专利]石墨烯/活性炭复合材料及制备方法、超级电容器

权利要求书

1.一种石墨烯/活性炭复合材料，其特征在于，所述复合材料包括石墨烯材 料和活性炭材料，其中，所述石墨烯材料具有褶皱结构，所述活性炭材料通过π-π 键结合在所述石墨烯材料的表面。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料具有纳米 级介孔结构，孔径为1nm～100nm，孔容量为1cm³/g～2cm³/g，比表面积为1000 m²/g～3000m²/g，电导率为10³S/m～10⁶S/m。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述石墨烯材料具有多 苯环结构。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的粒径为 5μm～30μm。

5.权利要求1-4任一所述的石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在 于，包括步骤：

A)将无定型炭材料进行初步炭化，得到初步炭化物；

B)制备褶皱石墨烯；

C)将步骤A)得到的初步炭化物与步骤B)得到的褶皱石墨烯在液相中充 分混合，再将混合物进行二次炭化，得到最终活化物；

D)将步骤C)得到的最终活化物洗涤后经粉碎处理，获得所述石墨烯/活性 炭复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤B)制备褶皱石墨 烯具体包括：

用插层剂对石墨微片进行预插层，经解理、微波处理后得到膨胀石墨烯；

将所述膨胀石墨烯在加热后急剧冷却，获得褶皱石墨烯。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述插层剂的分子结构 呈平面状，所述插层剂为氯化铁、氯化亚铁、硫酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化 锂和氢氧化钠中的至少一种或两种以上。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，将所述膨胀石墨烯 加热至温度为25℃～1000℃，再冷却降温40℃～500℃，冷却时间为1s～300s。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤C)具体包括：首 先将所述初步炭化物与所述褶皱石墨烯在浓度为1mol/L～10mol/L的碱溶液中 充分混合，然后在650℃～1000℃的温度下进行二次炭化，时间为2h～4h，得到 最终活化物。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述无定形炭材料为 生物质材料、煤和石油制品中的至少一种；初步炭化的温度为500℃～600℃。

11.一种超级电容器，其特征在于，包括采用权利要求1-4任一所述复合材 料的电极。