本發(fā)明涉及復合新材料制備技術領域，具體涉及一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及制備方法和應用。

背景技術：

超級電容器（supercapacitor）又稱電化學電容器（electrochemicalcapacitor），是一種綠色環(huán)保的儲能裝置，相對于二次電池它具有較高的功率密度，具有充放電時間短，循環(huán)使用壽命長；相對于傳統(tǒng)電容器，它具有更高的電容量和能量密度，以及可以在更寬溫度范圍內(nèi)正常使用等特點。

超級電容器根據(jù)儲能機理分為雙電層電容器、法拉第贗電容器和混合型超級電容器。雙電層超級電容器的儲能過程主要是靜電吸附，電荷儲存在界面的雙電層中，故而，雙電層電容器的電極材料選擇大比表面積、高導電性的碳材料，如活性炭，碳納米管以及石墨烯等。法拉第贗電容器則是利用在電極附近發(fā)生高度可逆的氧化還原反應來儲存和釋放能量，該類型的電容器電極材料往往選擇能夠發(fā)生高度可逆氧化還原反應的活性材料，如氧化釕、氧化錳，以及導電聚合物如聚苯胺，聚吡咯等?；旌闲统夒娙萜魇侵讣茨軌蛞粯O進行靜電吸附儲能，另一極能夠實現(xiàn)贗電容儲能的一類超級電容器。

鋰離子電容器是指用鋰離子電解液來取代超級電容器水性電解液的一類電容器，一極是按照雙電層儲能，另一極是鋰離子的氧化還原儲能。電極材料既包括具有靜電吸附活性的高比表面積的電容活性材料，又包括可與鋰離子發(fā)生高度可逆的氧化還原反應或可逆脫嵌鋰的電池電極材料。由于電解液由水性替換成了油性，一般為碳酸脂類作為溶劑，因此工作電壓窗口可以從水性超級電容器的1.2v提升至3v以上，極大提升了電容器的能量及功率密度。

活性炭具有發(fā)達的孔隙結構及很大的比表面積，但是活性炭單獨做電極材料使用時，其容量往往不能發(fā)揮出來。主要因為活性碳顆粒無規(guī)則排列，粒徑分布范圍較寬（1~20μm），孔結構分布不均勻。另外，活性炭的導電性較差，也是其容量發(fā)揮不出來的主要原因。碳納米管用做超級電容器電極材料有他獨特的優(yōu)勢，首先，碳納米管的結晶度高，導電性優(yōu)異，比表面積大等，理論上是一種理想的電極材料，但因為表面的范德華力而容易團聚，難以發(fā)揮出其大比表面積的優(yōu)勢。

石墨烯，一種二維空間sp2雜化的碳材料，具有優(yōu)異的導電性，很大的比表面積和優(yōu)良的力學性能，本身就是一種優(yōu)良的雙電層電容器的電極材料。但正因為石墨烯的大比表面，和石墨烯片層的范德華力作用，會導致石墨烯片層在制備過程中容易團聚，難以發(fā)揮其電容性能。因此，避免石墨烯團聚、堆疊是制備高能量密度和高功率密度電極材料的技術難題之一。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠有效阻止石墨烯、碳納米管團聚、堆疊，獲得一種全新的由活性炭、碳納米管和石墨烯通過自組裝復合方式獲得的具有自支撐結構特性的三維復合材料。

本發(fā)明一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料，其所述復合材料是由碳納米管與石墨烯協(xié)同作用，編織形成三維多孔網(wǎng)狀結構，活性炭均勻鑲嵌在該三維多孔網(wǎng)狀結構中復合而成；其中，所述碳納米管為一維碳納米管，所述石墨烯為二維氧化還原石墨烯。

該復合材料由活性炭、碳納米管及還原氧化石墨烯構成。碳納米管及石墨烯均具有優(yōu)良的導電性能，使用一維碳納米管與二維還原氧化石墨烯協(xié)同作用能夠編織形成三維多孔網(wǎng)狀結構。該三維多孔網(wǎng)狀結構有利于電解液親潤、電子傳導。此外，活性炭可以較均勻鑲嵌在上述三維多孔網(wǎng)狀結構中，活性炭自身具有很大比表面積，且顆粒多空的活性炭能夠有效阻隔碳納米管及石墨烯團聚，三維網(wǎng)狀結構的復合材料還能夠提高活性炭的電子導電性、抑制碳納米管及石墨烯團聚、發(fā)揮出更多的比表面積儲存電荷。該活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料作為鋰離子電容器電極材料使用時，無需添加導電劑及粘結劑，有利于提升器件單體的質(zhì)量能量密度。另外，由于該復合材料具有柔性的特征，因此可以制備柔性儲能器件，拓寬鋰離子電容器的應用領域。

上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料，其中所述碳納米管:石墨烯:活性炭的質(zhì)量百分比為5:0～95:95～0。

進一步的，上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料，其中所述碳納米管:石墨烯:活性炭的質(zhì)量百分比為5:0～90:80～0。

進一步的，上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料，其中所述碳納米管:石墨烯:活性炭的質(zhì)量百分比為5:25～85:70～10。

進一步的，上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料，其中所述碳納米管:石墨烯:活性炭的質(zhì)量百分比為5:45:50。

上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.制漿：按照固液比2mg:1ml的比例，經(jīng)過改良hummers法先氧化石墨，然后冷凍干燥制得石墨烯，將石墨烯經(jīng)超聲分散在去離子水中，形成穩(wěn)定的懸濁液ⅰ，備用；按照固液比2mg:1ml的比例，將碳納米管超聲分散在去離子水中形成穩(wěn)定的懸濁液ⅱ，備用；

s2.一次混合：將懸濁液ⅰ和懸濁液ⅱ按照相應比例混合，超聲，形成穩(wěn)定懸浮液ⅲ；

s3.二次混合：取活性炭，加入到懸浮液ⅲ中，超聲分散，形成穩(wěn)定的、均勻分散的2mg/ml的懸濁液ⅳ；

s4.真空抽濾：取懸濁液ⅳ，真空抽濾，制備得到厚度0.20～0.30mm的薄膜；

s5.熱還原：將s4得到的薄膜進行干燥，在300～350℃下熱還原處理8～12min，得到柔性薄膜復合材料。

上述的一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的制備方法，其中s1步驟中所述懸濁液ⅱ的制備中還包括表面活性劑，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮k30(pvp-k30)。

進一步的，上述的一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的制備方法，其中s4步驟中所述真空抽濾為：取10ml懸濁液ⅳ，真空抽濾，制備得到厚度0.25mm的薄膜。

進一步的，上述的一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的制備方法，其中s5步驟中所述熱還原處理的溫度為320℃，熱還原處理的時間為10min。

上述一種活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料在鋰離子電容器中的應用；具體為：（1）打片：將柔性薄膜復合材料用打片機打成直徑為14mm左右的圓形電極片了，干燥12h，稱量，選取兩片質(zhì)量相同的電極片組裝成扣式電池電容，測試其電化學性能。

本發(fā)明通過利用活性炭、碳納米管、石墨烯有效復合制備三維復合材料。充分利用石墨烯、碳納米管大比表面積以及高電導率的優(yōu)點，同時引入活性炭阻隔碳納米管、石墨烯的團聚、堆疊。這樣零維的顆?；钚蕴?、一維碳納米管及二維石墨烯通過真空抽濾均勻復合，能夠形成柔性、自支撐、三維多孔的復合材料。該復合材料作為鋰離子電容器電極材料使用時，無需添加導電劑、粘結劑，且具有自支撐、柔性的特征無需集流體。有利于提高鋰離子電容器的能量密度，拓寬其應用領域。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法制備的活性炭/石墨烯/碳納米管復合材料作為超級電容器電極材料使用時，其電化學性能優(yōu)異，可塑性強，性能穩(wěn)定，其制備工藝簡單，易工業(yè)化，無需使用粘結劑及導電添加劑，極大提高了電極活性材料的利用率，電極材料具有柔韌性，無需集流體，提升了鋰離子電容器單體的質(zhì)量能量密度。

附圖說明

圖1為活性炭的sem電鏡圖片；

圖2為碳納米管的sem電鏡圖片；

圖3為石墨烯的sem電鏡圖片；

圖4為復合材料組分活性炭:碳納米管:石墨烯=50:5:45，真空抽濾成膜，經(jīng)320℃熱還原后的表觀圖；

圖5為復合材料彎折小角度（＜90°）的結構示意圖；

圖6為復合材料彎折較大角度（＞90°）的結構示意圖；

圖7為活性炭:碳納米管:石墨烯=50:5:45復合而成的復合材料的平面sem電鏡圖片；

圖8為活性炭:碳納米管:石墨烯=50:5:45復合而成的復合材料的截面sem電鏡圖片；

圖9為單一組分的活性炭、碳納米管和石墨烯與活性炭:碳納米管:石墨烯=50:5:45復合而成的復合材料在0.2a/g電流密度測試的恒流充放電循環(huán)；

圖10為不同比例的活性炭/碳納米管/石墨烯之間的復合得到的復合材料在0.2a/g電流密度下測試的恒流充放電循環(huán)；

圖11為單一碳納米管薄膜的平面sem圖片；

圖12為單一碳納米管薄膜的截面sem圖片；

圖13為單一石墨薄膜的平面sem圖片；

圖14為單一石墨薄膜的截面sem圖片。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

實施例1一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭20mg,混合(ac:cnts:go=10:5:85)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實施例2一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭40mg,混合(ac:cnts:go=20:5:75)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實施例3一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭60mg,混合(ac:cnts:go=30:5:65)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實施例4一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭80mg,混合(ac:cnts:go=40:5:55)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實施例5一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭100mg,混合(ac:cnts:go=50:5:45)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。復合材料的電鏡sem圖片如圖7（圖片中顯示二維的石墨烯和一維的碳納米管和活性炭復合均勻，在無添加粘結劑，依靠材料各自的結構性能復合成三維結構的材料且具有柔性），圖8（圖中可以看出活性炭鑲嵌在石墨烯片層之間阻隔石墨烯片層間的堆疊，碳納米管均勻的分散在活性炭和石墨烯之間，提高三維復合材料的導電性）所示，表明材料復合均勻。測試結果如圖10所示。

實施例6一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭120mg,混合(ac:cnts:go=60:5:35)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的

liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實施例7一種鋰離子用活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料及其制備方法

包括以下步驟：

s1.制漿：將氧化石墨烯均勻分散在去離子水中，超聲剝離成層片狀氧化石墨烯，配置成2mg/ml的均勻分散液；將碳納米管均勻分散在去離子水中，加入1%的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮k30（pvp-k30），配置成2mg/ml的均勻分散的懸濁液，超聲使其均勻分散；

s2.混合：將上述兩種漿料按一定配比氧化石墨烯漿料取85ml,碳納米管取5ml，活性炭140mg,混合(ac:cnts:go=70:5:25)，碳納米管做導電劑，支撐阻隔劑，超聲使混合均勻。制備活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料；

s3真空抽濾：選用whatmanpc濾膜，直徑47mm，微孔孔徑0.22um，量筒量取10ml上述混合分散液，真空抽濾成膜；

s4熱還原：將上述抽濾膜風干，剝離濾膜，復合材料在320℃空氣氛圍下熱還原10min；

s5打片：將上述熱還原后的復合材料用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極，干燥備用；

s6將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量選取質(zhì)量相同或相近的兩片，拼裝成對稱扣式電池電容器，測量其電化學性能。測試結果如圖10所示。

實驗結果表明，活性炭在碳納米管/石墨烯表面附著能夠有效的阻隔他們的團聚和堆疊作用，如附圖4～6所示，復合材料在無添加粘結劑的情況下經(jīng)過真空抽濾的方法復合成膜具有一定的柔性，圖7中活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的平面圖可以看到石墨烯的二維結構起支撐作用包裹著活性炭和碳納米管。圖8是活性炭/碳納米管/石墨烯復合材料的截面圖，顯示活性炭、碳納米管和石墨烯均勻復合，活性炭阻隔碳納米管和石墨烯的團聚、堆疊。實驗測試結果如圖10，表明復合材料組分為活性炭:碳納米管:石墨烯=50:5:45，其比容量最高，活性炭、碳納米管和石墨烯之間發(fā)揮的協(xié)同作用最好。即活性炭阻隔石墨烯片層的堆疊，導電性優(yōu)良的石墨烯包裹著活性炭，提高了活性炭表面積的利用，碳納米管交織著石墨烯和活性炭，提高了三維復合材料結構的導電性，同時也增加復合材料的柔性。也說明活性炭含量為50%的時候，復合材料的電化學性能最佳，能夠發(fā)揮出最大的石墨烯的比表面積，獲得最大的比電容。

對比例1純一元組分的電極材料性能

1.對比實驗組純石墨烯做電極材料活性物質(zhì)的制備：

(1).對照實驗組純石墨烯活性物質(zhì)制備方法：

s1.制漿：將氧化石墨烯稱量均勻分散在去離子水中，配制成2mg/ml的均勻分散液，

s2超聲：超聲剝離2h，使氧化石墨烯層剝離成單片或少層片結構并均勻分散。

s3真空抽濾：將上述分散均勻地氧化石墨烯分散液取10ml，進行真空抽濾。

s4熱還原：將上述抽濾好并干燥了的薄膜剝離抽濾膜，然后在320℃空氣氛圍下進行熱還原10min，用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極片，干燥備用。

對上述單一石墨烯薄膜進行

（2）.對照實驗組純石墨烯做電極

采用兩電極體系，進行恒流充放電的測試。將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。

對比實驗組純碳納米管電極材料活性物質(zhì)的制備：

(1).對照實驗組純碳納米管活性物質(zhì)制備方法：

s1.制漿：將碳納米管稱量均勻分散在去離子水中，添加1%質(zhì)量分數(shù)的分散劑聚乙烯吡咯烷酮(pvp-k30)，配制成2mg/ml的均勻分散液，

s2超聲:超聲分散2h，使碳納米管的團聚打開。

s3真空抽濾：將上述分散均勻地氧化石墨烯溶液取10ml，進行真空抽濾。

s4熱還原：將上述抽濾好并干燥了的薄膜剝離抽濾膜，然后在320℃空氣氛圍下進行熱還原10min，用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極片，干燥備用。

（2）.對照實驗組純碳納米管做電極。采用兩電極體系，進行恒流充放電的測試。將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液為1mol/l的liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。

實驗結果表示：單一的純石墨烯、純碳納米管由于團聚堆疊作用嚴重而發(fā)揮出的比表面積很小，通過恒流充放電測試得到的比電容約為7.5f/g；純碳納米管的比容量約8f/g。

活性炭做電極材料活性物質(zhì)的制備：

(1).對照實驗組純活性炭活性物質(zhì)制備方法：

s1.制漿：稱取一定量的活性炭和粘結劑，按照比例95:5的比例研磨，使其充分混合，研磨成具有稠度的勻漿。粘結劑選用la132。

s3涂膜：將上述勻漿涂覆在鋁箔上，用刮刀刮制成100um厚度的活性炭層。

s4干燥：將上述制得的活性物質(zhì)干燥12h后用打片機打成直徑φ=14mm的圓形電極片，干燥備用；

s5將上述制得的電極片，稱量，拼裝成扣式電池，測量其電容性能。

（2）對照實驗組單一活性炭做電極。采用兩電極體系，進行恒流充放電的測試。將上述經(jīng)過熱還原制得的電極片，稱量，利用cr2032型扣式電池模型，隔膜類型為celgard2400，電解液1mol/l的liclo4(ec:dec=vec:vdec=1:1)，組裝成扣式電池電容。室溫下采用恒流充放電的方式，電流密度為0.2a/g，測試電壓范圍為0v～3.0v，測量其電化學性能。

實驗結果表明，單一活性炭做電極，由于活性炭顆粒狀，如附圖說明中圖1中活性炭的掃描電子顯微鏡（sem）所示，活性炭為不規(guī)則塊狀，尺寸范圍較大從200nm~20μm不等，且活性炭顆粒疏松多孔顆粒之間的接觸緊密程度低，比表面積大，電導性低，因此在形成雙電層的有效比表面積就不高，這也印證了附圖說明中圖9所示，單一的活性炭做電極材料首次放電比容量可達50f/g，經(jīng)過1000次循環(huán)后穩(wěn)定在約25f/g。活性炭比容量不穩(wěn)定。同理圖2、圖11為單一碳納米管平面sem電鏡圖片，圖12為單一碳納米管截面sem圖片，圖中可以看到碳納米管的致密纏結，團聚；圖3、圖13為單一石墨烯的平面sem電鏡圖片，圖14為單一純石墨烯薄膜的截面sem圖片，圖中可以看到石墨烯片層堆疊致密。

上述實驗中所述的活性炭、碳納米管和氧化石墨烯均為市售?；钚蕴抠徶糜谌毡究蓸符惢钚蕴浚ㄐ吞枺簓p-50f）。氧化石墨烯購買于大英聚能科技發(fā)展有限公司，碳納米管的生產(chǎn)廠商為成都有機化學有限公司。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附權利要求的保護范圍內(nèi)。