[发明专利]一种石墨烯/活性炭复合材料的制备方法、石墨烯/活性炭复合电极片及超级电容器

权利要求书

1.一种石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

S1、将活性炭进行酸处理；

S2、将氧化石墨烯先溶于溶剂，再与聚合物发生缩合反应得表面带正电荷的氧化石墨烯胶体；

S3、将氧化石墨烯胶体与酸处理后的活性炭按质量比(2-20％)：(80-98％)均匀混合，然后先超声分散，再通过静电自组装技术形成氧化石墨烯包覆活性炭复合材料浆料，将浆料干燥得氧化石墨烯/活性炭复合材料粉体；

S4、将氧化石墨烯包覆活性炭复合材料粉体在还原性气氛中，在800-1600℃的条件下热处理2-8小时得到石墨烯/活性炭复合材料；步骤S1中所述的活性炭的比表面积为1800-2000m²/g，颗粒粒径7-10μm；步骤S2中所述的氧化石墨烯的单层率>90％，片层大小5-15μm，氧含量40-60％。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的酸处理为在10-30％的酸溶液中，在60-120℃下回流处理0.5-4小时，再经过滤、清洗、干燥，所述的酸溶液为硝酸、硫酸、醋酸、磷酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的溶剂为水、乙醇、甲醇、乙二醇、甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-氮甲基吡咯烷、四氯化碳中的一种或多种，步骤S3中所述干燥的温度为40-300℃。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的聚合物占氧化石墨烯质量分数的3-10％，所述的聚合物为多巴胺、乙二胺、聚二甲基丙烯酰胺(PDMA)、聚醚亚酰胺(PEI)、聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐(PDDA)、2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑(DMCT)中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的还原性气体为H₂、CO、SO₂、NO₂、NO、NH₃、H₂S、HBr、HI中的一种或多种，步骤S4中所述热处理的温度为900-1300℃，热处理时间为2-5小时。

6.一种石墨烯/活性炭复合电极片，其特征在于，由如权利要求1所述的石墨烯/活性炭复合材料与粘接剂按质量比(85-95％)：(5-15％)混合，高速剪切后通过两步碾压形成碳膜；再将碳膜与集流体通过导电胶粘贴在一起，加热固化制得。

7.根据权利要求6所述的石墨烯/活性炭复合电极片，其特征在于，所述碾压的压力为100-300MPa，碾压包括垂直碾压和水平碾压；所述加热固化的温度为100-200℃，加热固化的时间为10-30min。

8.根据权利要求6所述的石墨烯/活性炭复合电极片，其特征在于，石墨烯/活性炭复合电极片的面密度为0.75-0.95g/cm²，厚度为100-300μm。

9.一种超级电容器，其特征在于，包括如权利要求6所述的石墨烯/活性炭复合电极片。