CN103440995A - 一种用于超级电容器的电极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于超级电容器的电极材料。该电极材料是由层数为2层～7层、BET比表面积在300m2/g以上的石墨烯为导电剂，与活性炭、粘结剂混合而形成片层状石墨烯导电剂均匀穿插于活性炭颗粒之间的独特结构。该结构一方面增加了石墨烯与活性炭颗粒的接触面积，提高了电子运输效率；另一方面调整了活性炭颗粒之间的接触间隙，有利于电解液离子的储存，实现了离子的持续供应。因此，与混合乙炔黑、碳纳米管、石墨导电剂的活性炭基电极材料相比，本发明的电极材料的比电容、功率密度、能量密度、倍率性能、循环稳定性等性能得到极大地改善与提高。
Description
技术领域
本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及一种用于超级电容器的电极材料。
背景技术
超级电容器因其功率密度高、使用寿命长、充电速度快、免维护环保等特点在国防、航天航空、汽车工业、消费电子、通信等领域有较好的应用前景，但目前其低能量密度制约了其广泛应用。
活性炭是超级电容器常用的电极材料之一，其具有原料丰富、价格低廉、电化学稳定性高、技术成熟等优点。但是，活性炭的比表面积、孔径分布、微晶结构、表面官能团以及导电率等性质极大地影响着活性炭基超级电容器的性能。其中，活性炭材料的电导率是影响超级电容器性能的重要因素之一。一方面，活性炭材料的电导率影响着超级电容器的恒流充放电性能，从而对超级电容器的能量密度具有重要影响；另一方面，活性炭材料的导电性也直接影响着超级电容器的等效串联电阻，进而影响着超级电容器的功率性能。此外，超级电容器的倍率性能好坏也与活性炭电极材料的导电性密切相关。因此，改善活性炭材料的导电性是提高活性炭基超级电容性能的行而有效的方法之一。而通过添加导电剂可以有效改善活性炭电极材料的导电性。
通过添加导电剂可以有效改善活性炭电极材料的导电性。目前，常用的导电剂有乙炔黑（Zhang H,Zhang W,et al.SolidState Ionics.2008;79(33):946-950）、碳纳米管（TabernaPL,Chevallier G,Simon P,et al.Mater Res Bull.006;413):478-484）、块状石墨（Michael M,Prabaharan S.J Power Sources.2004;136(2):250-256），而不同导电剂的形态结构对活性炭电极材料的导电性影响也有所不同。纳米尺寸的乙炔黑作为导电剂时容易团聚，导致其电子与离子运输能力大大降低，因此，超级电容器的性能也大大降低。块状石墨的尺寸在微米量级，而且其内电阻较低，但是将块状石墨作为导电剂时，块状结构的石墨与活性炭粒子混合后导电性局限在二者的边缘接触部分，导致不能有效地发挥石墨的导电作用。纤维状碳纳米管作为导电剂时，其形成的网状通道有利于电子运输，但却无法改善活性炭颗粒之间的孔隙而储层电解液离子。
发明内容
本发明的技术目的在于提供一种用于超级电容器的活性炭基电极材料，该电极材具有高比容量、高比功率、高比能量、优良倍率性能与长循环性能，
本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种用于超级电容器的电极材料，由活性炭、片层状石墨烯与粘结剂组成，其中，片层状石墨烯的层数为2层～7层，BET比表面积在300m2/g以上；如图1所示，片层状石墨烯均匀穿插于活性炭颗粒之间；并且，片层状石墨烯与活性碳的质量比为1:19～1:1。
作为优选，片层状石墨烯的层数为3层～5层。
作为优选，片层状石墨烯的BET比表面积在350m2/g～1000m2/g。
所述的粘结剂用于粘结活性炭与导电剂，使其固定成型，其种类不限，包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素钠（CMC）等。粘结剂含量不限，优选占活性碳质量的5%～10%。
所述的石墨烯的制备方法不限，包括化学剥离法，即以氧化石墨为前躯体，使用化学还原、溶剂热还原、热膨胀还原等手段得到石墨烯；合成法，即通过有机前躯体合成石墨烯，或者溶剂热合成石墨烯等；催化生长法，包括碳化硅外延生长石墨烯，气相沉积石墨烯等。
考虑到操作的难易程度以及消耗时间等问题，本发明中优选采用微波热还原的方法制得所需的石墨烯，具体为：采用Hummer’s化学法制备氧化石墨，将该氧化石墨分散于去离子水中形成分散液，经冷冻干燥技术处理后得到氧化石墨，然后将该氧化石墨放入微波炉中，采用微波热还原（Zhu Y,Murali S,et al.Carbon.2010;48(7):2118-22）技术使其剥离还原为石墨稀。此外，利用该微波热还原法使氧化石墨微波剥离还原而形成的石墨烯的缺陷结构比SP2碳原子可以存储更多电荷，使得材料表面电荷分布不均匀，从而产生电荷分布电容，缺陷结构越多则分布电容越大。该缺陷结构也使得表面官能度增加，石墨烯表面与电解质离子的吸附作用加强，最终形成双电层时其紧密层电容增加。因而，该微波剥离石墨烯的缺陷结构也有助于提高比电容性能。
所述的Hummer’s化学法制备氧化石墨是本领域中常用的方法，即：将天然石墨、硝酸钠、浓硫酸混合并置于冰水浴中机械搅拌均匀，然后加入高锰酸钾搅拌反应，再将所得的反应产物稀释后加入过氧化氢以除去过量的高锰酸钾，最后用盐酸与去离子洗涤后得到氧化石墨。
本发明还提供了一种用于上述超级电容器的电极材料的制备方法，采用传统涂覆法将活性炭、片层状石墨烯与粘结剂均匀混合在溶剂中形成浆料，然后将该浆料均匀涂覆在基体材料表面，经干燥处理后模压成型，得到电极材料。
上述制备方法中，所述的溶剂包括但不限于乙醇、丙醇、叔丁醇、N-甲基吡咯烷酮。
上述制备方法中，所述的基体材料不限，包括多孔材料，例如多孔泡沫镍、铝箔材料、钛材料等。
综上所述，本发明选用层数为2层～7层、BET比表面积在300m2/g以上的石墨烯作为导电剂，与活性炭颗粒混合后形成具有新型结构的电极材料，特点如下：
（1）石墨烯呈片层状，具有厚度较薄、面积较大的优点，当与活性炭混合后，正是由于石墨烯的该结构特征，使其能够“灵活自如地”“穿插在”活性炭颗粒间，形成一种独特的电极材料结构。该电极材料结构中，石墨烯均匀“穿插在”活性炭颗粒间，一方面能够增加石墨烯与活性炭颗粒的接触面积，为电子运输提供了一条“宽敞”的通道，从而提高了电子运输效率；另一方面能够调整活性炭颗粒之间的接触间隙，有利于电解液离子的储存，实现持续的离子供应，从而有效防止电解液离子的“饥饿效应”。
（2）本发明人发现，虽然石墨烯具有高电导率，在活性碳中增加石墨烯有助于提高电极材料的导电性，但是电极材料的性能并非与石墨烯含量呈简单的线性递增关系，而是当片层状石墨烯与活性碳的质量比选择为1:20～1:1时，电极材料实现高性能，当片层状石墨烯与活性碳的质量比选择为1:15～1:7时，电极材料的性能进一步提高。
（3）实验证实，与乙炔黑、碳纳米管、石墨等为导电剂的活性炭基电极材料相比，本发明以石墨烯为导电剂的活性炭基电极材料的比电容、功率密度、能量密度、倍率性能、循环稳定性等性能都有极大地改善与提高。
附图说明
图1是本发明以石墨烯为导电剂的活性炭基电极材料的结构示意图；
图2中的（a）图是本发明实施例1中的氧化石墨水分散液外观图；
图2中的（b）图是本发明实施例1中的氧化石墨固体外观图；
图2中的（c）图是本发明实施例1中的石墨烯粉末外观图；
图3中的（a）图是本发明实施例1中石墨烯的扫描电镜图；
图3中的（b）图是本发明实施例1中石墨烯的透射电镜图；
图3中的（c）图是本发明实施例1步骤（1）与（2）中的石墨、氧化石墨、石墨烯的XRD衍射图；
图3中的（d）图是本发明实施例1步骤（1）中的氧化石墨X射线光电子能谱图中的C1s分峰图；
图3中的（e）图是本发明实施例1步骤（1）与（2）中的氧化石墨与石墨烯的X射线光电子能谱总图；
图3中的（f）图是本发明实施例1步骤（1）与（2）中的石墨、氧化石墨、石墨烯的拉曼图；
图4中的（a）图是实施例1～12中不同石墨烯含量的活性炭基电极片组装的超级电容器的循环伏安曲线图；
图4中的（b）图是实施例1～12中不同石墨烯含量的活性炭基电极片组装的超级电容器的恒流放电时间图；
图5中的（a）～（e）图分别是未添加导电剂的活性碳电极材料以及上述实施例1以及对比实施例1～3中添加石墨烯、乙炔黑、碳纳米管、石墨导电剂的活性炭基电极材料的扫描电镜图；
图5中的（f）图是上述实施例1以及对比实施例1～3中的石墨烯、乙炔黑、碳纳米管、石墨的XRD衍射示意图；
图5中的（g）图是活性炭等温吸附曲线图；
图5中的（h）图是实施例1中的石墨烯的等温吸附曲线图；
图6中的（a）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的循环伏安曲线图；
图6中的（b）图是采用实施例1中的电极材料制得的超级电容器在不同扫速下的循环伏安曲线图；
图6中的（c）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的恒流充放电曲线图；
图6中的（d）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的的电化学交流阻抗谱图；
图7中的（a）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的倍率性能比较图；
图7中的（b）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的循环稳定性比较图；
图7中的（c）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的功率密度比较图；
图7中的（d）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的能量密度比较图；
图7中的（e）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的等效串联电阻比较图；
图7中的（f）图是采用实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器在10mV/s扫速下的比电容比较图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例进一步阐明本发明。应理解的是，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例中，用于超级电容器的电极材料由活性炭、片层状石墨烯与粘结剂聚偏氟乙烯（PTFE）组成，其中，片层状石墨烯的层数为2层～7层，BET比表面积在300m2/g以上；如图1所示，片层状石墨烯穿插于活性炭颗粒之间；并且，石墨烯与活性碳的质量比为1：9（即以石墨烯与活性炭质量和为基准，石墨烯质量占10%），粘结剂质量占石墨烯与活性碳质量和的5%。
上述电极材料的制备方法如下：
（1）采用Hummer’s化学法合成氧化石墨
将4g的天然石墨（10000目）、3g硝酸钠、135mL98%的浓硫酸均匀混合并置于0℃冰水浴中机械搅拌5小时；然后，缓慢加入24g高锰酸钾，于室温下搅拌反应7天，将所得的粘稠液转移到盛有200mL去离子水的烧杯中稀释，室温搅拌2小时；接着，将12mL30wt%的过氧化氢加入到该稀释液中，室温搅拌2小时；最后，依次用5%的盐酸与去离子水离心洗涤后得到氧化石墨。
（2）微波热还原制备石墨烯
将氧化石墨分散于去离子水中得到氧化石墨水分散溶液，通过冷冻干燥后得到氧化石墨固体；取出约10mg的氧化石墨固体放入微波炉中微波处理10～15分钟，微波还原剥离得到石墨烯。
图2中，（a）（b）（c）依次是上述步骤（2）中制得的氧化石墨水分散液、冷冻干燥后得到氧化石墨固体、以及经过微波热还原后得到的石墨烯黑色粉末。
图3（a）是上述制得的石墨烯的扫描电镜图。从中可以看出，微波剥离制得的石墨烯表面有很多褶皱。
图3（b）是上述制得的石墨烯的透射电镜图。从中可以看出，微波剥离制得的石墨烯呈片层状结构，其层数约为2～7层，属于少层石墨烯。
图3（c）是上述步骤（1）与（2）中的石墨、氧化石墨、石墨烯的XRD衍射图。从中可以看出，天然石墨（10000目）经过强氧化后，衍射峰（002）左移至10°左右，说明氧化石墨生成，而微波热处理后，衍射峰（002）又右移到25°左右，说明石墨烯生成。
图3（d）与（e）是上述步骤（2）中制得的氧化石墨以及微波剥离后制得的石墨烯的X射线光电子能谱图。从中可以看出，在氧化后C/O比由3:1变为12:1，说明微波还原较为充分。
图3（f）是上述步骤（1）与（2）中的石墨、氧化石墨、石墨烯的拉曼图。从图中可以看出，石墨烯的D/G峰比为1.30，高于氧化石墨（D/G=1.25）与天然石墨（D/G=0.80），说明微波热还原后得到的石墨烯的缺陷结构较多，而由缺陷结构所产生的空间电荷效应有利于贡献电容。
（3）制备活性炭基电极材料
将上述步骤制得的石墨烯、活性炭，以及粘结剂PTFE混合在适量乙醇中，超声乳化成黏性浆料，其中，石墨烯与活性炭的质量比为1：9，PTFE质量占石墨烯与活性炭质量和的5%；然后，将该黏性浆料均匀涂覆在直径为12mm的泡沫镍上，于120℃真空干燥18小时，并于20MPa下压片，得到活性炭基电极片。
实施例2～12：
实施例2～10中，用于超级电容器的电极材料分别与实施例1中的电极材料基本相同，唯一不同的是石墨烯与活性碳的质量比依次为9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1.5：8.5、0.5：9.5、0：10，即以石墨烯与活性炭质量和为基准，石墨烯质量依次占90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、15%、5%、0%。
上述电极材料的制备方法与实施例1中电极材料的制备方法基本相同，唯一不同的是在步骤（3）中，石墨烯与活性炭的质量比依次为9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1.5：8.5、0.5：9.5、0：10。
分别将上述实施例1～12中的制得的活性炭基电极片组装成扣式超级电容器，其中，电解液为6M KOH水系电解液，隔膜采用玻璃纤维纸。
采用循环伏安法测定上述扣式超级电容器的电化学性能，即通过测试一定电压扫速下该超级电容电流随电压的变化曲线判断其电化学性能。测定中，设定电压扫速为10mV/s、20mV/s、50mV/s、100mV/s、200mV/s；水系电解液窗口电压范围从-1.0V到0V；电化学交流阻抗测试施加正弦偏置电压为5mV；测试频率范围为100mHz到100KHz；恒流充放电密度为0.1A/g、0.15A/g、0.5A/g、0.75A/g、1.0A/g、1.5A/g、2.0A/g，充电电压为1.0V。图4（a）是上述不同石墨烯含量的活性炭基电极片组装的超级电容器的循环伏安曲线图。图4（b）是上述不同石墨烯含量的活性炭基电极片组装的超级电容器的恒流放电时间图。从图中可以看出，当石墨烯与活性炭的质量比为1：19～1：1（即，以石墨烯与活性炭质量和为基准，石墨烯质量占5%～50%）时，所制备的超级电容器获得较高的比电容；当石墨烯与活性炭的质量比高于5：5时，所制备的超级电容器的比电容反而降低；当石墨烯与活性炭的质量比为1：9（即，以石墨烯与活性炭质量和为基准，石墨烯质量占10%）时，所制备的超级电容器的比电容最佳。
对比实施例1：
本实施例是上述实施例1的对比实施例。
本实施例中，用于超级电容器的电极材料由活性炭、乙炔黑以及粘结剂PTFE组成。其中，乙炔黑与活性碳的质量比为1：9（即，以乙炔黑与活性的炭质量和为基准，乙炔黑质量占10%），粘结剂质量占乙炔黑与活性碳质量和的5%。
上述电极材料的制备方法与实施例1中电极材料的制备方法基本相同，唯一不同的是在步骤（3）中，用乙炔黑代替石墨烯，与活性炭以及粘结剂PTFE混合在适量乙醇中。
对比实施例2：
本实施例是上述实施例1的对比实施例。
本实施例中，用于超级电容器的电极材料由活性炭、碳纳米管以及粘结剂PTFE组成。其中，碳纳米管与活性碳的质量比为1：9（即，以碳纳米管与活性的炭质量和为基准，乙炔黑质量占10%），粘结剂质量占碳纳米管与活性碳质量和的5%。
上述电极材料的制备方法与实施例1中电极材料的制备方法基本相同，唯一不同的是在步骤（3）中，用碳纳米管代替石墨烯，与活性炭以及粘结剂PTFE混合在适量乙醇中。
对比实施例3：
本实施例是上述实施例1的对比实施例。
本实施例中，用于超级电容器的电极材料由活性炭、石墨以及粘结剂PTFE组成。其中，石墨与活性碳的质量比为1：9（即，以石墨与活性的炭质量和为基准，石墨质量占10%），粘结剂质量占石墨与活性碳质量和的5%。
上述电极材料的制备方法与实施例1中电极材料的制备方法基本相同，唯一不同的是在步骤（3）中，用石墨代替石墨烯，与活性炭以及粘结剂PTFE混合在适量乙醇中。
分别将上述对比实施例1～3中制得的活性炭基电极片组装成扣式超级电容器，其中，电解液为6M KOH水系电解液，隔膜采用玻璃纤维纸。
图5中的（a）～（e）图分别是未添加导电剂的活性碳电极材料以及上述实施例1以及对比实施例1～3中添加石墨烯、乙炔黑、碳纳米管、石墨导电剂的活性炭基电极材料的扫描电镜图。从图5（a）可以看出，活性炭颗粒是微米尺寸的，且粒子大小分布不均匀。从图5b）可以看出，片层状石墨烯紧密地穿插于活性炭颗粒之间，说明石墨烯改善了活性炭颗粒之间的孔隙，这为电子传输与电解液储存提供了良好的条件。而且，片层状的石墨烯与颗粒活性炭的接触面积较大，因而提高了活性炭颗粒接受电子的能力。图5（c）中纳米尺寸的乙炔黑不均匀分散在活性炭颗粒之间且团聚，极大地降低了电子运输效率。图5（d）中纤维状的碳纳米管虽然形成了有效的导电网络，但是其无法改善活性炭颗粒之间的孔隙，因而不能保证的电解液离子的持续供应。图5（e）块状的石墨虽然有着很好的结晶性（如图5（f）XRD衍射示意图），但是其导电性局限于石墨粒子取向及其与活性炭颗粒的接触面积。
图5（g）是活性炭的等温吸附曲线图。图5（h）是实施例1中的石墨烯的等温吸附曲线图。从图5（g）与5（h）可以通过如下Brunauer-Emmett-Teller（BET）公式（1）计算活性碳与石墨烯的比表面积。
其中，公式（1）中P是吸附气体的平衡压力，Po是同温度下吸附气体的饱和蒸气压，V是被吸附气体的体积，Vm是单分子层饱和吸附时被吸附物的体积，C是常数(与吸附热有关)。
计算得出，活性碳的比表面积为1968m2/g，石墨烯的比表面积仅为370m2/g，因此微波剥离石墨烯作为导电剂时，其贡献的双电层电容不能忽略。因而，在本发明案例中，微波剥离石墨烯不仅充当导电剂的作用，而且贡献部分双电层电容。
采用循环伏安法测定上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的电化学性能。测定中，设定电压扫速为10mV/s、20mV/s、50mV/s、100mV/s、200mV/s；水系电解液窗口电压范围从-1.0V到0V；电化学交流阻抗测试施加正弦偏置电压为5mV；测试频率范围为100m Hz到100KHz；恒流充放电密度为0.1A/g、0.15A/g、0.5A/g、0.75A/g、1.0A/g、1.5A/g、2.0A/g，充电电压为1.0V。
图6（a）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的循环伏安曲线图；图6（b）是采用上述实施例1中的电极材料制得的超级电容器在不同扫速下的循环伏安曲线图；图6（c）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的恒流充放电曲线图；图6（d）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的的电化学交流阻抗谱图。图6（a）与图6（b）中的循环伏安曲线均趋于矩形，说明各超级电容器的电容来源于电极与电解液界面的双电层电容而没有赝电容产生。从图6（a）与图6（c）可以看出，相比添加乙炔黑、碳纳米管、石墨导电剂，添加石墨烯导电剂的活性炭基电极材料具有较大的比电容。通过如下公式（2）计算得出，加入石墨烯导电添加剂的活性炭基超级电容器的比容量在电流密度为100mA/g时达到295F/g，分别比添加石墨、乙炔黑、碳纳米管导电剂的活性炭基超级电容器的比容量提高了95%、55%和40%。
其中，公式中C是比电容，Icons是恒电流，m是单个电极材料的质量，dV/dt是通过恒流放电曲线线性拟合得到的斜率。
而且，从图6（d）可以看出，添加石墨烯导电剂的活性炭基电极材料的等效串联电阻最小，说明石墨烯导电剂有效改善了活性炭颗粒之间的粒子接触。
图7（a）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的倍率性能比较图；图7（b）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的循环稳定性比较图；图7（c）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的功率性能比较图；图7（d）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的能量密度比较图；图7（e）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器的等效串联电阻比较图；图7（f）是采用上述实施例1以及对比实施例1～3中的电极材料制得的超级电容器在10mV/s扫速下的比电容比较图。从图7（a）～7（f）中可以看出添加微波剥离石墨烯导电剂的活性炭基超级电容器具有优异的电化学性能，例如从图7（a）中可以得到，其倍率性能良好，当电流密度从0.5A/g增加到2A/g时，其比电容仍保留95%；从图7（b）中可以得到，其深度充放电循环1000次以上，比容衰减仅为8%，这反映微波剥离石墨烯导电剂的活性炭基超级电容器具有较长的循环寿命；从图7（c）中可以得到，其功率密度达到150KW/kg；从图7（d）中可以得到，其比能量高达10.2Wh/kg。从图7（a）～7（f）中的对比可以看出，与传统的导电剂相比，添加石墨烯导电剂的活性炭基电极具有较好的倍率性能、优秀的循环稳定性、较低的等效串联电阻、较大的功率密度、较大的能量密度与较大的比电容。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于超级电容器的电极材料，其特征是：由活性炭、石墨烯与粘结剂组成，其中，石墨烯均匀穿插于活性炭颗粒之间；所述的石墨烯层数为2层～7层，BET比表面积在300m2/g以上；并且，所述的石墨烯与活性碳的质量比为1:19～1:1。
2.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯的层数为3层～5层。
3.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯的BET比表面积在350m2/g～1000m2/g。
4.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯与活性碳的质量比为1:15～1:7。
5.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯与活性碳的质量比为1:9。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠。
7.如权利要求1至5中任一权利要求所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯的制备方法包括电化学剥离法、化学还原法、催化生长法。
8.如权利要求7所述的用于超级电容器的电极材料，其特征是：所述石墨烯的制备方法为：采用Hummer’s化学法制备氧化石墨，将该氧化石墨分散于去离子水中形成分散液，经冷冻干燥技术处理后得到氧化石墨，然后将该氧化石墨放入微波炉中，采用微波热还原技术使其剥离还原为石墨稀。
9.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料的制备方法，其特征是：将活性炭、片层状石墨烯与粘结剂均匀混合在溶剂中形成浆料，然后将该浆料均匀涂覆在基体材料表面，经干燥处理后模压成型，得到电极材料。
10.如权利要求1所述的用于超级电容器的电极材料的制备方法，其特征是：所述的溶剂包括乙醇、丙醇、叔丁醇、N-甲基吡咯烷酮；所述的基体材料包括多孔泡沫镍材料、铝箔材料、钛材料。
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