CN102522217A

CN102522217A - 一种超级电容器及其制备方法

Info

Publication number: CN102522217A
Application number: CN2011104127084A
Authority: CN
Inventors: 刘建华; 安军伟; 马玉骁; 李梦柳; 于美; 李松梅
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及到一种超级电容器，包括：一第一电极、一第二电极、一第一集电体、一第二集电体、一隔膜、及一电解溶液，所述第一电极设置在所述第一集电体，所述第二电极设置在所述第二集电体，所述第一电极及第二电极相对且间隔设置，所述第一电极、第二电极、第一集电体、第二集电体、及隔膜均设置在所述电解溶液中，所述第一电极和第二电极由一石墨烯/导电聚合物复合材料组成，其中，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物。本发明也涉及一种超级电容器的制备方法。

Description

一种超级电容器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种超级电容器及其制备方法。

背景技术

超级电容器(Supercapacitors)，也叫电化学电容器(Electrochemical capacitors)，是一种能量密度和功率密度介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，其具有能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、瞬时大电流放电及对环境无污染等特性，是近十年来发展起来的新型储能、节能设备。

现有技术中，导电聚合物已经被广泛应用于超级电容器的电极材料。导电聚合物材料具有内阻小、比容量大的优点，比容量通常是活性炭材料的2-3倍。但是，导电聚合物材料用作超级电容器电极材料时，其充放电稳定性差，多次的充放电后，其电容量保持率差。因此，对导电聚合物材料进行复合从而改进其稳定性是一个新的研究方向。

石墨烯是一种具有较好导电性的新型材料，现有技术中已经有人将石墨烯与导电聚合物进行复合以提高导电聚合物材料的导电性。文献“Supercapacitor Based on Flexible Graphene/Polyaniline Nanofiber Composite Films，Qiong Wu et al.，ACS NANO，Vol.4，No.4，1963-1970，2010”揭示了一种用于超级电容器电极的石墨烯/导电聚合物复合材料，该石墨烯/导电聚合物复合材料通过将石墨烯和导电聚合物聚苯胺通过物理方法混合得到，并将该石墨烯/聚苯胺复合材料应用于超级电容器的电极。然而，该文献仅将石墨烯和聚苯胺采用物理方法进行了简单的复合，使该两种材料之间仅通过范德华力结合，从而使所获得的石墨烯/聚苯胺复合材料的循环稳定性无法得到保证。具体表现为在0.3A/g的电流密度下，其电容量达到210F/g，但在800次的大电流循环充放电后，其电容损失率为21％。而超级电容器的长时间大功率充放电的循环稳定性是一个重要的指标。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种超级电容器及其制备方法，该超级电容器的电极材料为具有较高循环稳定性的石墨烯/导电聚合物复合材料。

一种超级电容器，包括：一第一电极、一第二电极、一第一集电体、一第二集电体、一隔膜、及一电解溶液，所述第一电极设置在所述第一集电体，所述第二电极设置在所述第二集电体，所述第一电极及第二电极相对且间隔设置，所述第一电极、第二电极、第一集电体、第二集电体、及隔膜均设置在所述电解溶液中，所述第一电极和第二电极由一石墨烯/导电聚合物复合材料组成，其中，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物。

一种超级电容器的制备方法，包括以下步骤：提供一石墨烯/导电聚合物复合材料作为电极原料，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物；将上述石墨烯/导电聚合物复合材料和一添加剂分散至一溶剂中获得一石墨烯/导电聚合物溶胶；去除所述石墨烯/导电聚合物溶胶中的溶剂，并制备获得石墨烯/导电聚合物薄膜分别设置在一第一集电体和一第二集电体的表面以形成第一电极和第二电极；将该设置有第一电极的第一集电体和设置有第二电极的第二集电体间隔且相对设置在一隔膜的两侧，并装入一外壳中；提供一电解溶液，将该电解溶液注入进上述外壳中，封装制得一超级电容器。

采用本方法所获得的石墨烯\导电聚合物复合材料作为超级电容器的电极可使该超级电容器不仅具有较高的电容量，而且也具有很高的大电流充放电电池容量保持率，这是因为该石墨烯\导电聚合物复合材料中的石墨烯和导电聚合物是通过化学键连接的，具有很高的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的超级电容器的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的石墨烯/导电聚合物复合材料结构式。

图3是本发明实施例提供的石墨烯/导电聚合物复合材料的扫描电镜照片。

图4是本发明实施例提供的石墨烯/导电聚合物复合材料的透射电镜照片。

图5是本发明实施例提供的超级电容器的制备方法流程图。

图6是本发明实施例提供的石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法过程示意图。

图7是本发明实施例提供的超级电容器的恒流充放电测试曲线图。

图8是本发明实施例提供的超级电容器的大电流充放电电池容量保持曲线图。

图7和图8中，P-G代表石墨烯/导电聚合物复合材料，GO代表石墨烯氧化物，Pani代表聚苯胺材料。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明提供一种超级电容器10，该超级电容器10具有平板型结构，包括：一第一电极101、一第二电极102、一第一集电体103、一第二集电体104、一隔膜105、一电解溶液106、及一外壳107。所述第一电极101设置在所述第一集电体103上，所述第二电极102设置在所述第二集电体104上，所述第一电极102及第二电极102相对且间隔设置。所述隔膜105设置在所述第一电极101和第二电极102之间并分别与所述第一电极101和第二电极102间隔设置。所述第一电极101、第二电极102、第一集电体103、第二集电体104、及隔膜105均设置在所述电解溶液106中。所述第一电极101、第二电极102、第一集电体103、第二集电体104、隔膜105、及电解溶液106均设置在所述外壳107内。所述第一电极101和第二电极102均包括一石墨烯/导电聚合物复合材料。

所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物。具体为，该石墨烯/导电聚合物复合材料是通过石墨烯氧化物上的酰氯基团和导电聚合物材料上的氨基进行反应而得到的。所述石墨烯氧化物上的酰氯基团是通过对石墨烯氧化物进行酰氯化反应而得到的。该石墨烯/导电聚合物复合材料在微观上显示导电聚合物被石墨烯包裹，在整体上呈现网络状结构。所述导电聚合物可为含氮导电高分子聚合物，具体可为聚苯胺及其衍生物中的一种或几种、或聚吡咯及其衍生物中的一种或几种。该第一电极101和第二电极102的厚度可为1微米～3毫米。请参阅图2至图4，本实施例中，所述石墨烯/导电聚合物复合材料为石墨烯/聚苯胺复合材料，该石墨烯/聚苯胺复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和聚苯胺。

所述隔膜105为玻璃纤维或者聚合物膜，其允许电解液106中的电解质通过而阻止所述第一电极101和第二电极102相接触。

所述电解溶液106可为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、高氯酸锂的碳酸丙烯酯溶液、四氟硼酸四乙基铵的碳酸丙烯酯溶液、或以上任意组合的混合液。

所述外壳107可为玻璃外壳、不锈钢外壳、或者聚合物塑料外壳。

所述第一集电体103和第二集电体104的材料可以为石墨片、金属等材料，所述金属材料可为镍、铝、或铜等，本实施例中，该第一集电体103和第二集电体104为一铜片。该第一集电体103和第二集电体104的形状大小不限，可以根据实际需要进行改变，实际应用时，可以直接在该第一集电体103和第二集电体104上分别涂敷导电胶以分别粘结所述第一电极101和第二电极102。

请参阅图5，本发明实施例提供一种制备上述超级电容器的方法，具体包括以下步骤：

步骤一：提供一石墨烯/导电聚合物复合材料作为电极原料，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物。

请参阅图6，该石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法包括以下步骤：

M1：提供一石墨烯氧化物粉末；

M2：溶解该石墨烯氧化物粉末以获得一石墨烯氧化物溶液，并对该石墨烯氧化物溶液进行功能化处理以活化该石墨烯氧化物；

M3：提供一导电聚合物，溶解该导电聚合物以获得一导电聚合物溶液；

M4，混合所述导电聚合物溶液与所述经过功能化处理的石墨烯氧化物溶液，使所述导电聚合物和经过功能化处理的石墨烯氧化物发生化学反应以获得一石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液；

M5，去除所述石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液中的溶剂以获得石墨烯/导电聚合物复合材料。

以下将对上述各步骤进行详细说明。

在步骤M1中，所述石墨烯氧化物粉末的具体制备方法为：

S1，提供一石墨粉末；

S2，氧化处理该石墨粉末以获得石墨烯氧化物粉末。

在S1步骤中，所述石墨粉末为鳞片状自然石墨或经过酸化处理的石墨，所述石墨粉末的加入量根据最终需要获得的石墨烯/导电聚合物复合材料的量加以确定，所述石墨粉末的粒径不限，优选为需满足过300目筛。

在S2步骤中，所述氧化处理该石墨粉末的具体过程为：S21，将所述石墨粉末均匀分散至一硫酸溶液中，所述硫酸溶液的量不限，将所述石墨粉末完全溶解即可。具体为，可将过300目的1～20g石墨粉末加入至100～400ml浓硫酸中形成一混合物，并进一步搅拌该混合物以均匀分散所述石墨粉末，所述搅拌时间不限，可为5min到30分钟。进一步地，在该搅拌的过程中可冰浴该混合物以防止该混合物温度过高；S22，向所述均匀分散有石墨粉末的硫酸溶液中缓慢加入一高锰酸钾粉末以形成一混合溶液，所述加入速度通过控制加入时间来控制，具体为可在30分钟至2小时内加入5～50g的高锰酸钾粉末以避免发生剧烈升温，且在加入所述高锰酸钾粉末的过程中，持续冰浴该混合溶液使其温度低于3℃；S23，撤去冰浴，并向所述混合溶液加入一定量的水，如可加入100～400ml水(优选为蒸馏水或去离子水)，并加热该混合溶液使其温度升高到90℃～100℃以上范围内的一个定值温度以使混合溶液中的石墨粉末与高锰酸钾粉末和硫酸充分反应获得石墨氧化物，在该定值温度下保持一预定时间，优选为0.5～2h，进一步地，在所述反应过程中可搅拌所述混合溶液，之后在室温下静置12～120h；S24，进行至少一次的用水稀释过滤并溶解所述混合溶液以控制pH值在5.5～10之间，然后对上述所得混合溶液进行超声波处理1～120min得到石墨烯氧化物凝胶，所述超声波处理的目的是对步骤S23中所获得的石墨氧化物进行充分剥离，从而得到石墨烯氧化物，调节pH值的目的是使步骤S24获得的石墨烯氧化物片层呈现负电性，由于片层与片层之间的静电排斥作用，从而石墨烯氧化物片层之间不易团聚，进而使石墨烯氧化物溶液中的石墨烯氧化物不易沉淀；S25，从所述石墨烯氧化物凝胶中分离所述石墨烯氧化物，具体为向所述石墨烯氧化物凝胶中加入去离子水，并过滤出所述石墨烯氧化物，进一步地，可对所获得的石墨烯氧化物用去离子水进行再次溶解，然后过滤，即上述溶解和过滤的步骤可反复进行，优选为反复溶解并过滤该石墨烯氧化物不少于两次，从而得到较为纯净的石墨烯氧化物；S26，对分离后的石墨烯氧化物进行干燥及粉碎处理，该过程具体为：将所获得的石墨烯氧化物进行干燥处理，干燥温度优选为15～60摄氏度，干燥时间优选为12～48小时。进一步地，可对干燥后的石墨烯氧化物进行研磨，研磨方式不限，优选球磨方式，从而获得具有较小粒径的石墨烯氧化物粉末。

在所述M2中，所述石墨烯氧化物粉末可被溶解到一定量第一溶剂中，并可进一步对该石墨烯氧化物溶液进行分散处理。所述第一溶剂可为有机溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，四氢呋喃，甲苯，二氯甲烷，三氯甲烷，一氯乙烷，二氯乙烷，N-甲基吡咯烷酮，或二硫化碳等。所述第一溶剂的加入量以能溶解所述全部石墨烯氧化物粉末即可，如可将100～300mg石墨烯氧化物粉末溶解于2～30ml第一溶剂中。所述分散处理可为使用高速搅拌或超声波分散搅拌所述石墨烯氧化物溶液，所述搅拌时间可为3分钟～2小时。

所述功能化处理所述石墨烯氧化物溶液具体为：在一惰性气体保护且干燥的氛围下，向所述石墨烯氧化物溶液中混合入酰氯化试剂，并保持该混合有酰氯化试剂的石墨烯氧化物溶液在25～90摄氏度下以使二者发生反应；之后去除所述残留的酰氯化试剂。

其中，所述惰性气体可为氮气、氦气等，所述酰氯化试剂可为二氯亚砜、苯甲酰氯、三氯氧磷、及五氯化磷等中的一种或几种。所述酰氯化试剂与所述石墨烯氧化物的质量比优选为2∶1～300∶1。所述保持该混合有酰氯化试剂的石墨烯氧化物溶液在25～90摄氏度下的时间可为10分钟～120分钟。另外，为使所述反应可充分进行，在反应的过程中可进一步搅拌所述混合有酰氯化试剂的石墨烯氧化物溶液。

所述去除所述残留的酰氯化试剂的具体方式可为：在一惰性气体保护下，加热上述反应完成后的混合物，以蒸发去除其中残留的酰氯化试剂和其他除石墨烯氧化物衍生物及石墨烯氧化物之外的杂质。

在M3中，所述导电聚合物可为聚苯胺及其衍生物中的一种或几种、或聚吡咯及其衍生物中的一种或几种等含氮导电高分子导电聚合物。所述的导电聚合物形状可为颗粒状、纳米纤维状、纳米管状、纳米或微米球状、或其他形貌。所述导电聚合物与上述石墨烯氧化物的质量比可为10∶1～1∶5，如1.5∶1。进一步地，可对所述导电聚合物进行过滤干燥处理，具体为，使用200～1000毫升去离子水清洗，并过滤。然后置于干燥箱中，在25～80摄氏度下干燥20分钟～24小时。

所述溶解所述导电聚合物的步骤可为：将所述导电聚合物溶于一第二溶剂中，分散处理得到一导电聚合物溶液。具体为：取一定量的导电聚合物溶解于第二溶剂中，其中该第二溶剂可为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、一氯乙烷、二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、或二硫化碳，所述第二溶剂的加入量可完全溶解所述导电聚合物即可。

在步骤M4中，所述获得的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液的具体方法是：在一惰性气体保护且干燥的氛围下，并在10～90摄氏度的温度下，将所述导电聚合物溶液加入到所述经过功能化处理的石墨烯氧化物溶液中，并持续搅拌15min～180min，从而获得石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液。

在步骤M5中，首先，对所得到的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液稀释，其次，对所得到的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液进行过滤，再其次，对进行过滤得到的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物进行清洗并干燥处理。

具体为：可向所得到的溶液中加入50～200ml的丙酮或50～200ml去离子水进行稀释以便于后续过滤；然后将所得的溶液使用有0.1～0.5μm直径大小的微孔的微孔滤膜在溶剂过滤器上进行过滤；之后对过滤后的产物使用100～300ml的去离子水进行清洗；最后对经过清洗后的产物的进行干燥，干燥温度为10～90℃，得到石墨烯/导电聚合物复合材料。

步骤二：将上述石墨烯/导电聚合物复合材料和一添加剂分散至一溶剂中获得一石墨烯/导电聚合物溶胶。

该步骤二中，所述溶剂可以选用水、有机溶剂等。所述水优选为蒸馏水或去离子水，所述有机溶剂可为乙醇、丙酮、或吡咯烷酮等。所述添加剂可为nafion、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、碳纳米管或其混合物，所述添加剂与所述石墨烯/导电聚合物复合材料的质量比为25∶1～200∶1。所述添加剂的作用为增加石墨烯/导电聚合物复合材料的粘结性和形状保持能力，使与步骤三中的集电体具有较强的结合力，并避免被电解液溶胀而脱落。所述分散处理可以采用超声波分散、高强度机械搅拌、或磁力搅拌等方法。本实施例中采用磁力搅拌5分钟后，使用超声波分散15～30分钟。

步骤三，去除所述石墨烯/导电聚合物溶胶中的溶剂，并制备获得石墨烯/导电聚合物薄膜分别设置在一第一集电体和一第二集电体的表面以形成第一电极和第二电极。

该石墨烯/导电聚合物薄膜的制备过程可为：将上述石墨烯/导电聚合物溶胶倒入一放有聚四氟乙烯滤膜的溶剂过滤器中，经过一定时间的抽滤后剥离聚四氟乙烯滤膜得到一石墨烯/导电聚合物薄膜，之后将该石墨烯/导电聚合物薄膜直接或通过一导电粘结剂粘结至所述第一集电体和一第二集电体的表面并干燥以获得第一电极和第二电极；或者将所述石墨烯/导电聚合物溶胶分别涂覆在第一集电体和第二集电体的表面，之后去除所述石墨烯/导电聚合物溶胶中的溶剂，从而获得分别铺设在所述第一集电体上及铺设在所述第二集电体上的第一电极和第二电极，具体为可通过自然干燥或低温加热的方式使所述溶剂挥发。另外，可定型处理所述石墨烯/导电聚合物薄膜，如采用一平板压实所述石墨烯/导电聚合物薄膜，从而使该石墨烯/导电聚合物薄膜具有较为平滑的表面。

该第一集电体和第二集电体的材料可为石墨、金属等。本实施例中，该第一集电体和第二集电体为铜片。该第一集电体和第二集电体的形状大小不限，可依据实际需要进行改变。

步骤四，将该设置有第一电极的第一集电体和设置有第二电极的第二集电体间隔且相对设置在一隔膜的两侧，并装入一外壳中。

将该第一电极和第二电极使用隔膜间隔设置，并将该隔膜间隔设置在所述第一电极和第二电极之间。本实施例使用无纺布作为隔膜。

步骤五，提供一电解溶液，将该电解溶液注入进上述外壳中，封装制得一超级电容器。.

该电解溶液注入进该外壳中，上述的第一电极、第二电极、第一集电体、第二集电体和隔膜均设置在该电解液溶液中中，整个超级电容器的封装过程都在充满惰性气体干燥箱中进行。请参阅图7，为本实施例超级电容器的充放电曲线图，图中，使用电流密度为0.3A/g测试发现，石墨烯/聚苯胺复合材料的在此电流密度下的电容量为285F/g.

请参阅图8，为本实施例超级电容器的大电流充放电电池容量保持曲线图，图中，在大电流密度3A/g下，经过200次充放电循环放电测试后，显示石墨烯/聚苯胺复合材料的在此电流密度下的电容量保持率为95.3％。

可见，采用本方法所获得的石墨烯\导电聚合物用于超级电容器的电极可使该超级电容器不仅具有较高的电容量，而且也具有很高的大电流充放电电池容量保持率，这是因为该石墨烯\导电聚合物中的石墨烯和导电聚合物是通过化学键连接的，具有很高的稳定性。

实施例1

将5克鳞片状自然石墨分散到230毫升浓硫酸中形成一混合物，在此过程中高速搅拌该混合物；在1小时内向上述混合物中加入30克高锰酸钾粉末，持续冰浴该混合有高锰酸钾的混合物以保持其温度不超过3℃；高锰酸钾加入完成后，撤去冰浴并缓慢加入400毫升的去离子水，之后对溶液进行加热，使溶液温度升高到100℃，在该100℃的温度下保持1小时，从而使石墨粉末与高锰酸钾粉末和硫酸充分反应形成石墨氧化物；反应结束后，稀释、过滤并洗涤所述石墨氧化物，然后将石墨氧化物用水溶解，然后加入浓度为5％的Na2CO3溶液使其pH值为6，并对该溶液进行超声处理，处理时间为30分钟，从而获得石墨烯氧化物凝胶；从所述石墨烯氧化物凝胶中过滤出所述石墨烯氧化物、并真空干燥该石墨烯氧化物，干燥温度为40℃，干燥时间为6小时；将200毫克的上述石墨烯氧化物粉末进行球磨，球磨后的粉末过325目筛；将此200毫克石墨烯氧化物溶解于15毫升的N，N-二甲基甲酰胺中获得石墨烯氧化物溶液，对其进行超声处理，超声时间为10分钟；将二氯亚砜加入所述石墨烯氧化物溶液中，并油浴加热该混合有二氯亚砜的石墨烯氧化物溶液在65℃以使石墨烯氧化物和二氯亚砜进行反应，从而活化石墨烯氧化物，在反应过程中，使用干燥管对反应出口进行保护，反应持续时间为2小时；蒸发去除残余的二氯亚砜；将300毫克聚吡咯纳米管溶解至25毫升N，N-二甲基甲酰胺中并进行搅拌，然后超声处理5分钟以获得均匀的导电聚合物溶液；将所得的导电聚合物溶液加入到经过酰氯化后的石墨烯氧化物溶液中，之后在65℃搅拌2小时，从而获得石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液；将所得到的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液使用200毫升的丙酮或200毫升去离子水进行稀释，并将经过稀释的石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液使用0.22um微孔的微孔滤膜在溶剂过滤器上进行过滤，之后清洗过滤后的石墨烯/导电聚合物复合材料；干燥所述石墨烯/导电聚合物复合材料。

Claims

1.一种超级电容器，包括：一第一电极、一第二电极、一第一集电体、一第二集电体、一隔膜、及一电解溶液，所述第一电极设置在所述第一集电体，所述第二电极设置在所述第二集电体，所述第一电极及第二电极相对且通过所述隔膜间隔设置，所述第一电极、第二电极、第一集电体、第二集电体、及隔膜均设置在所述电解溶液中，所述第一电极和第二电极由一石墨烯/导电聚合物复合材料组成，其特征在于，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物。

2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于：所述石墨烯/导电聚合物复合材料是通过石墨烯氧化物上的酰氯基团和导电聚合物上的氨基进行反应而得到的；所述石墨烯/导电聚合物复合材料在微观上为导电聚合物被石墨烯包裹，在整体上呈现网络状结构。

3.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于：所述导电聚合物为含氮导电高分子聚合物，该含氮导电高分子聚合物为聚苯胺及其衍生物中的一种或几种、或聚吡咯及其衍生物中的一种或几种。

4.一种超级电容器的制备方法，包括以下步骤：

提供一石墨烯/导电聚合物复合材料作为电极原料，所述石墨烯/导电聚合物复合材料包括通过酰胺基团进行化学键连接的石墨烯和导电聚合物；

将上述石墨烯/导电聚合物复合材料和一添加剂分散至一溶剂中获得一石墨烯/导电聚合物溶胶；

去除所述石墨烯/导电聚合物溶胶中的溶剂，并制备获得石墨烯/导电聚合物薄膜分别设置在一第一集电体和一第二集电体的表面以形成第一电极和第二电极；

将该设置有第一电极的第一集电体和设置有第二电极的第二集电体间隔且相对设置在一隔膜的两侧，并装入一外壳中；

提供一电解溶液，将该电解溶液注入进上述外壳中，封装制得一超级电容器。

5.如权利要求4所述的超级电容器的制备方法，其特征在于：所述石墨烯/导电聚合物复合材料的制备包括以下步骤：

提供一石墨烯氧化物粉末；

溶解该石墨烯氧化物粉末以获得一石墨烯氧化物溶液，并对该石墨烯氧化物溶液进行功能化处理以活化该石墨烯氧化物；

提供一导电聚合物，溶解该导电聚合物以获得一导电聚合物溶液；

混合所述导电聚合物溶液与所述经过功能化处理的石墨烯氧化物溶液，使所述导电聚合物和经过功能化处理的石墨烯氧化物发生化学反应以获得一石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液；

去除所述石墨烯/导电聚合物复合材料预制物溶液中的溶剂以获得石墨烯/导电聚合物复合材料。

6.如权利要求5所述超级电容器的制备方法，其特征在于，所述石墨烯氧化物粉末通过氧化处理一石墨粉末获得，所述氧化处理该石墨粉末包括以下步骤：将所述石墨粉末均匀分散至一硫酸溶液；向所述均匀分散有石墨粉末的硫酸溶液中缓慢加入一高锰酸钾粉末以形成一混合溶液；加热该混合溶液以使该混合溶液中的石墨粉末与高锰酸钾粉末和硫酸充分反应获得石墨氧化物；进行至少一次的用水稀释过滤并溶解所述混合溶液以控制pH值在5.5～10之间，然后对上述所得混合溶液进行超声波处理得到石墨烯氧化物凝胶；从所述石墨烯氧化物凝胶中分离所述石墨烯氧化物；其特征还在于，所述石墨粉末的粒径为过300目筛。

7.如权利要求5所述超级电容器的制备方法，其特征在于，所述功能化处理所述石墨烯氧化物溶液的步骤进一步包括以下次步骤：溶解所述石墨烯氧化物粉末到一第一溶剂中；在一惰性气体保护且干燥的氛围下，向所述石墨烯氧化物溶液中混合入酰氯化试剂，并保持该混合有酰氯化试剂的石墨烯氧化物溶液在25～90摄氏度下以使石墨烯氧化物和酰氯化试剂发生反应；之后去除所述残留的酰氯化试剂。

8.如权利要求7所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为有机溶剂，该有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、一氯乙烷、二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、或二硫化碳。

9.如权利要求7所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述酰氯化试剂为二氯亚砜、苯甲酰氯、三氯氧磷、及五氯化磷等中的一种或几种，所述酰氯化试剂与所述石墨烯氧化物的质量比为2∶1～300∶1。

10.如权利要求7所述超级电容器的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为含氮导电聚合物，所述含氮导电聚合物为聚苯胺、聚苯胺的衍生物、聚吡咯、或聚吡咯的衍生物；其特征还在于，所述导电聚合物与上述石墨烯氧化物的质量比可为10∶1～1∶5；其特征还在于，所述添加剂为nafion、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、碳纳米管或其混合物，所述添加剂与所述石墨烯/导电聚合物复合材料的质量比为25∶1～200∶1，所述溶剂为水或有机溶剂。