CN112017871A - 一种复合电极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电极材料技术领域，特别涉及一种复合电极材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种复合电极材料，包括活化荔枝碳和石墨烯；所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)。本发明提供的复合电极材料通过在石墨烯中复合荔枝碳，有效提高复合电极材料的孔隙率，增加复合电极材料的比表面积，改善石墨烯易于片层重新堆叠现象的发生，进而有利于解决复合电极材料容量下降的问题，提高复合电极材料的结构稳定性，并由此提高复合电极材料的化学稳定性、比容量和循环性能。
Description
技术领域
本发明属于电极材料技术领域，特别涉及一种复合电极材料及其制备方法和应用。
背景技术
超级电容器由于功率密度高，能量密度大，循环寿命长，安全性好等优点在电动汽车、航空航天领域有着极其广泛的应用前景。电极材料是超级电容器的重要组成部分，常见的电极材料主要有碳材料、导电高分子、金属氧化物/硫化物等等。其中，碳材料由于在地壳中的分布广泛、导电性好、便宜易得、易于加工、循环性能好等优点受到人们青睐。作为碳材料的一员，石墨烯材料由于具有sp2杂化二维单层结构，具有超高的导电性和大的比表面积以及机械性能，在储能、催化、液晶显示等领域有着极其广泛的应用。尤其由于其超高的比表面积(理论2630m2/g)和导电性，作为超级电容器电极材料其比容量高达21μF/cm2。然而，石墨烯由于在制备及应用过程中容易发生片层堆积，因此比表面积降低，导致在循环过程中容量的逐步下降。
为解决石墨烯片层重新堆叠的问题，现有技术常常将石墨烯与其他材料进行复合或者对石墨烯进行改性等办法来提高材料的循环性能，如“王亚琼.MnOx/C纳米复合电极的制备及电化学储能研究[D].中南大学,2014.”、“徐鹏,邱汉迅,宋凌志,等.石墨烯/金属纳米复合材料制备及研究进展[J].有色金属材料与工程,2017,38(3):177-184.”以及“龙江.石墨烯的制备、改性及其复合材料的研究[D].华侨大学.”，但以上方法所得负极材料的比容量性能仍不足。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合电极材料及其制备方法和应用，本发明提供的复合电极材料具有比容量高、能量密度高的特点，有效解决了传统电极材料石墨烯片易重新堆叠的问题。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种复合电极材料，包括活化荔枝碳和石墨烯；
所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)。
优选的，所述活化荔枝碳由包括以下步骤的方法制备得到：
将荔枝皮依次进行第一干燥和粉碎，得到荔枝皮粉；
将所述荔枝皮粉、活化剂和水混合，依次进行第二干燥和活化，得到初级活化荔枝碳；
将所述初级活化荔枝碳依次进行第一酸浸、碱浸、第二酸浸、过滤和第三干燥，得到活化荔枝碳。
优选的，所述第一干燥的温度为60～100℃，时间为8～15h；
所述活化剂为氢氧化钾；所述荔枝皮粉和活化剂的质量比为1：(1～5)；所述荔枝皮粉和水的质量比为1：(1～2)；所述第二干燥的温度为50～70℃；
所述活化的温度为800～900℃，时间为1～3h；所述活化的温度通过升温达到，所述升温的速率为2.5～3℃/min；所述活化的气氛为保护性气氛；
所述第一酸浸用试剂为稀硫酸；所述稀硫酸中硫酸与水的体积比为(1～2)：8；所述第一酸浸的温度为50～70℃，时间为1～3h；
所述碱浸用试剂为氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05～0.5mol/L；所述碱浸的温度为50～60℃，时间为30～60min；
所述第二酸浸用试剂为稀硫酸；所述稀硫酸中硫酸与水的体积比为(1～2)：8；所述第二酸浸的温度为50～70℃，时间为0.5～2h；
所述第三干燥的温度为90～120℃，，时间为20～24h。
本发明还提供了上述技术方案所述复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
将活化荔枝碳、石墨烯、乙醇和水混合，将得到的混合浆料依次进行研磨和搅拌，得到半干混料；
将所述半干混料干燥，得到复合电极材料。
优选的，所述乙醇和水的体积比为2：(1～4)；所述活化荔枝碳和水的体积比为2：1。
优选的，所述研磨后得到的混合物粒径≤1mm；所述半干混料的含水率为40～60％。
优选的，所述干燥的温度为90～120℃，时间为20～24h。
本发明还提供了上述技术方案所述复合电极材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合电极材料在超级电容器领域中的应用。
优选的，所述应用包括以下步骤：
将所述复合电极材料、导电石墨、粘结剂和乙醇混合后研磨，得到混合浆料；
将所述混合浆料涂覆到泡沫镍上后，依次进行干燥和压制，得到超级电容器负极。
优选的，所述复合电极材料、导电石墨和粘结剂的质量比为(8～9)：(1～2)：1；
在直径6～8mm面积范围内，所述混合浆料在泡沫镍上的涂覆量为1～1.5mg；
所述干燥的温度为90～120℃，时间为20～24h；
所述压制的压力为7～11MPa，时间为20～60s。
本发明提供了一种复合电极材料，包括活化荔枝碳和石墨烯；所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)。本发明提供的复合电极材料通过在石墨烯中复合活化荔枝碳，有效提高复合电极材料的孔隙率，增加复合电极材料的比表面积，有效避免石墨烯易于片层重新堆叠现象的发生，进而有利于解决复合电极材料容量下降的问题，提高复合电极材料的结构稳定性，并由此提高复合电极材料的化学稳定性、比容量和循环性能。
实施例测试结果表明，本发明提供的复合电极材料在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、5A/g、10A/g和20A/g电流密度下的比电容分别为126.9F/g、115.9F/g、106.6F/g、101.6F/g、97.1F/g、92.5F/g、90.2F/g和88.1F/g，即使在电流密度高达50A/g的情况下，比容量仍有84.4F/g；将所述复合电极材料组装成对称超级电容器，所得对称电容器在功率密度为59.2W/kg时，能量密度高达6.13Wh/kg，即使在功率密度高达17100W/kg时，能量密度也有1.17Wh/kg。
附图说明
图1为实施例1制得的复合电极材料的扫描电镜图，其中，大图为1.00μm的SEM图，内插图为5.00μm的SEM图；
图2为实施例1制得的复合电极材料和对比例1中石墨的红外光谱图；
图3为实施例1制得的复合电极材料和对比例1中石墨的交流阻抗测试图；
图4为实施例1制得的复合电极材料的恒电流充放电测试图；
图5为实施例1制得的复合电极材料的CV测试图；
图6为实施例2由的复合电极材料组装的对称电容器的CV测试图；
图7为实施例2由复合电极材料组装的对称电容器在1.2V的电化学窗口的CV测试图；
图8为实施例2由复合电极材料组装的对称电容器的恒流充放电测试图；
图9为实施例2由复合电极材料组装的对称电容器的比电容与电流密度关系图；
图10为实施例2由复合电极材料组装的对称电容器的Ragone测试图；
图11为对比例1石墨烯的扫描电镜图；
图12为对比例1石墨烯的恒电流充放电测试图；
图13为对比例1石墨烯的CV测试图。
具体实施方式
本发明提供了一种复合电极材料，包括活化荔枝碳和石墨烯；
所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)。
在本发明中，所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)，优选为1：(1～2)，更优选为1：(1～1.5)。
在本发明中，所述活化荔枝碳优选由包括以下步骤的方法制备得到：
将荔枝皮依次进行第一干燥和粉碎，得到荔枝皮粉；
将所述荔枝皮粉、活化剂和水混合，依次进行第二干燥和活化，得到初级活化荔枝碳；
将所述初级活化荔枝碳依次进行第一酸浸、碱浸、第二酸浸、过滤和第三干燥，得到活化荔枝碳。
在本发明中，若无特殊说明，所述各制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将荔枝皮进行第一干燥，得到干燥荔枝皮。本发明对所述荔枝皮的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。在本发明中，所述第一干燥的温度优选为60～100℃，更优选为70～90℃，最优选为80℃；时间优选为8～15h，更优选为10～14h，最优选为12h。
得到干燥荔枝皮后，本发明将所述干燥荔枝皮粉碎，得到荔枝皮粉。在本发明中，所述粉碎的方式优选为研磨；本发明对所述研磨的时间没有特殊限定，以荔枝皮为颗粒状而没有块状为准。
得到荔枝皮粉后，本发明将所述荔枝皮粉、活化剂和水混合，依次进行第二干燥和活化，得到初级活化荔枝碳。
在本发明中，所述活化剂优选为氢氧化钾。在本发明中，所述荔枝皮粉和活化剂的质量比优选为1：(1～5)，更优选为1：(2～4)，最优选为1：3。在本发明中，所述荔枝皮粉和水的质量比优选为1：(1～2)，更优选为1：(1.5～2)，最优选为1：2。在本发明中，所述第二干燥的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃；时间以水分被蒸发完全为准。
在本发明中，所述活化的温度优选为800～900℃，更优选为820～880℃；时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，最优选为2h。在本发明中，所述活化的温度优选通过升温达到，所述升温的速率优选为2.5～3℃/min，更优选为2.6～2.9℃/min。在本发明中，所述活化的气氛优选为保护性气氛；所述保护性气氛优选为氮气。
在所述活化后，本发明优选还包括自然冷却；本发明通过自然冷却，将活化产物进行自然降温。
得到初级活化荔枝碳后，本发明将所述初级活化荔枝碳依次进行第一酸浸、碱浸、第二酸浸、过滤和第三干燥，得到活化荔枝碳。
在本发明中，所述第一酸浸用试剂优选为稀硫酸；所述稀硫酸的浓度优选为8mol/L。在本发明中，所述第一酸浸的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，最优选为2h。本发明通过第一酸浸，去除体系中的金属离子。
在本发明中，所述碱浸用试剂优选为氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度优选为0.05～0.5mol/L，更优选为0.1～0.4mol/L，最优选为0.1mol/L。在本发明中，所述碱浸的温度优选为50～60℃，更优选为52～58℃；时间优选为30～60min，更优选为30～45min，最优选为30min。本发明通过碱浸，实现初级活化荔枝碳的进一步活化。
在本发明中，所述第二酸浸用试剂优选为稀硫酸；所述稀硫酸的浓度优选为8mol/L。在本发明中，所述第二酸浸的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；时间优选为0.5～2h，更优选为0.8～1.5h，最优选为1h。本发明通过第二酸浸，去除体系中的金属离子。
在本发明中，所述第三干燥的温度优选为90～120℃，更优选为100～115℃，最优选为110℃；时间优选为20～24h，更优选为21～24h，最优选为24h。在本发明中，所述第三干燥的设备优选为烘箱。在所述第三干燥前，本发明优选还包括过滤；本发明对所述过滤没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的过滤即可，具体的，如抽滤。
本发明还提供了上述技术方案所述复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
将活化荔枝碳、石墨烯、乙醇和水混合，依次进行研磨和搅拌，得到半干混料；
将所述半干混料干燥，得到复合电极材料。
本发明将活化荔枝碳、石墨烯、乙醇和水混合，依次进行研磨和搅拌，得到半干混料。
在本发明中，所述活化荔枝碳为上述技术方案所述活化荔枝碳。在本发明中，所述乙醇和水的体积比优选为2：(1～4)，更优选为2：(1.5～3.5)，最优选为1：1；所述活化荔枝碳和水的体积比优选为2：1。在本发明中，所述研磨后得到的混合物粒径优选≤1mm。在本发明中，所述半干混料的含水率优选为40～60％，更优选为45～55％。在本发明中，所述乙醇作为湿磨介质，有利于石墨烯与活化荔枝碳的充分混合。
本发明对所述研磨后搅拌的条件没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
得到半干混料后，本发明将所述半干混料干燥，得到复合电极材料。在本发明中，所述干燥的温度优选为90～120℃，更优选为95～115℃；时间优选为20～24h，更优选为21～23h。
本发明还提供了上述技术方案所述复合电极材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合电极材料在超级电容器领域中的应用。
在本发明中，所述应用优选包括以下步骤：
将所述复合电极材料、导电石墨、粘结剂和乙醇混合后研磨，得到混合浆料；
将所述混合浆料涂覆到泡沫镍上后，依次进行干燥和压制，得到超级电容器负极。
本发明将所述复合电极材料、导电石墨、粘结剂和乙醇混合后研磨，得到混合浆料。
本发明将将所述复合电极材料、导电石墨、粘结剂和乙醇混合。在本发明中，所述粘结剂优选为聚四氟乙烯(PTFE)。在本发明中，所述复合电极材料、导电石墨和粘结剂的质量比优选为(8～9)：(1～2)：1，更优选为(8～8.8)：(1～1.7)：1，再优选为(8～8.5)：(1～1.5)：1，最优选为8：1：1。
本发明对所述研磨没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的制备电容器负极时对浆料的研磨即可。
得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料涂覆到泡沫镍上后，依次进行干燥和压制，得到超级电容器负极。本发明对所述泡沫镍没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的泡沫镍即可，具体的，如市售泡沫镍。
在本发明中，在直径6～8mm面积范围内，所述混合浆料在泡沫镍上的涂覆量优选为1～1.5mg，更优选为1.1～1.4mg。在本发明中，所述干燥的温度优选为90～120℃，更优选为95～110℃，最优选为100℃；时间优选为20～24h，更优选为21～24h，最优选为24h。在本发明中，所述压制的压力优选为7～11MPa，更优选为8～10.5MPa，最优选为10MPa；时间优选为20～30s，更优选为25～50s，最优选为30s。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种复合电极材料及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
活化荔枝碳的制备：取荔枝皮，清洗后自然风干并切碎后置于恒温真空箱中，在80℃条件下干燥12h，并将干燥后的荔枝皮研磨粉化，得到荔枝皮粉；将所得荔枝皮粉与KOH活化剂按1：3的质量比混合，放置于石墨坩埚中，加入去离子水，充分干燥后在高纯氮气保护下，以5℃/min的速率升温至800℃，保温活化3h，自然冷却，得到初级活化荔枝碳；将所得初级活化荔枝碳置于稀硫酸(硫酸与水体积比为1：8)中在60℃烘箱中浸泡2h，然后倒掉上清液，再用0.1mol/L的NaOH溶液于50～60℃浸泡30min后，倒掉上清液后固体再置于稀硫酸(硫酸与水体积比为1：8)中在60℃烘箱中浸泡1h，倒掉上清液，加水后进行抽滤，将得到的产物放入110℃烘箱中干燥24h，得到活化荔枝碳。
(2)复合电极材料的制备：将石墨烯与制备所得活化荔枝碳按1：1的质量比置入研钵中，按照活化荔枝碳和水的体积比为2：1，并加入乙醇、水的混合溶液(乙醇和水的体积比为1：1)，研磨1h后并将其搅拌均匀，得到半干混料；将所得半干混料放在真空烘箱中于60℃烘干24h，得到复合电极材料。
对所得复合电极材料进行扫描电镜测试，所得扫描电镜图见图1。由图1可见，本实施例提供的复合电极材料展现出较厚的片层状结构的荔枝碳与较薄的褶皱状石墨烯形貌；其含有稳定的片层状结构结构，该结构具有较大的比表面积，可为电极材料提供更多的活性位点，加快了离子和电荷的转移速率，可以有效提高复合电极材料的比电容。
对比例1
采用市售石墨烯(与实施例1中石墨烯一致)为对比例1材料。
对对比例1提供的石墨烯进行扫描电镜测试，所得测试图见图11。由图11可见，石墨烯具有褶皱状结构，该结构导致石墨烯在制备及应用过程中容易发生片层堆积，从而使比表面积降低，导致在循环过程中容量的逐步下降。
采用三电极系统对对比例1提供的石墨烯进行电化学性能测试，其中，将石墨烯制片作为工作电极，铂电极为对电极，Hg/HgO电极作参比电极，6mol/L的KOH溶液为电解质，在测试频率为0.01～100KHz，振幅为5mV条件下进行交流阻抗测试，所得交流阻抗测试图见图3；在充放电电压为0～1.2V，电流密度为0.1～50mA/g条件下进行恒电流充放电测试，所得恒电流充放电测试图见图12；在扫描速度范围为10～500mV/s，电压范围为0～1.2V条件下进行CV测试，所得CV测试图见图13。
由图12可知，石墨烯在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、5A/g、10A/g、20A/g和50A/g电流密度下的比电容分别为89.1F/g、74.2F/g、70.1F/g、65.9F/g、63.6F/g、60.8F/g、60.0F/g、59.1F/g和58.2F/g。
对实施例1所得复合电极材料和对比例1提供的石墨进行红外测试，所得红外光谱图见图2。由图2可见，本实施例提供的复合电极材料在3400cm-1处有-OH的伸缩振动峰，1592cm-1有C＝C的伸缩振动峰，1570cm-1有COO-的伸缩振动峰。与对比例1的石墨相比，本实施例提供的复合电极材料的COO-峰相对强度更强，含氧官能团的存在有利于提高材料的亲水性能，并在电容器的充放电过程中发生氧化还原以带来一部分赝电容，从而提升复合电极材料的电化学性能。
应用例1
将实施例1制备得到的复合电极材料、导电石墨和聚四氟乙烯粘合剂以8：1：1的质量比在乙醇中混合研磨，得到混合浆料；以涂覆量为0.8～1.5mg/cm2，将所得混合浆料涂覆到直径为12mm的泡沫镍集流体上后，在100℃下真空干燥24h，再在10MPa压力下压制30s，得到超级电容器电极。
采用三电极系统进行电化学性能测试，其中应用例1制备的超级电容器电极或对比例1提供的市售石墨烯材料按照应用例1的制备方法得到的电极为工作电极，铂电极为对电极，Hg/HgO电极作参比电极，6mol/L的KOH溶液为电解质，在测试频率为0.01～100KHz，振幅为5mV条件下进行交流阻抗测试，所得交流阻抗测试图见图3；在充放电电压为0～1.2V，电流密度为0.1～50mA/g条件下进行恒电流充放电测试，所得恒电流充放电测试图见图4；在扫描速度范围为10～500mV/s，电压范围为0～1.2V条件下进行CV测试，所得CV测试图见图5。
由图3可见，图中的阻抗谱都由高频区的半圆和低频区的斜线构成，其中，高频区半圆部分与x轴的截距主要与电容器内部接触电阻、电解液电阻有关；高频区半圆主要与电容器内部电荷转移阻抗有关；而低频区几乎垂直于x轴的斜线则代表着理想的双电层电容特性。与对比例1提供的市售石墨烯相比，本发明提供的超级电容器负极在低频区几乎垂直于x轴，说明本发明提供的复合电极材料更具有理想的双电层电容特性。
由图4可见，根据公式C＝I·Δt/m·ΔV可计算出LZC/Graphene复合材料在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、5A/g、10A/g和20A/g电流密度下的比电容分别为126.9F/g、115.9F/g、106.6F/g、101.6F/g、97.1F/g、92.5F/g、90.2F/g和88.1F/g，即使在电流密度高达50A/g的情况下，比容量仍有84.4F/g。
由图5可见，本发明实施例1提供的复合电极材料表现出准矩形的CV曲线，随着扫描速率的增加，CV曲线偏离矩形的的程度也增加，但即使在扫描速率高达500mV/s的情况下，仍表现出类平行四边形的形状，证明本发明提供的复合电极材料具有典型的双电层电容特性。
应用例2
以应用例1制备的超级电容器电极为正负电极、Hg/HgO电极作参比电极，6mol/L的KOH溶液为电解质组装成对称电容器。
对应用例2所得对称电容器进行电化学性能测试：
在扫描速度范围为20mV·s-1条件下进行CV测试，所得CV测试图见图6。由图6可见，对称电容器在20mVs-1的扫描速率下在1.2V电压范围内所得到的CV曲线最接近于矩形。电化学窗口超过1.2V时电容器极化作用较大，会发生缓慢电解水副反应。
对所得对称电容器在1.2V的电化学窗口进行不同扫描速率下的CV测试，测试结果见图7。由图7可见，对称电容器的CV曲线表现出近乎理想的矩形，随着扫描速率的增加，CV曲线偏离矩形的的程度略有增加，但即使在扫描速率高达500mV/s的情况下，仍表现出类平行四边形的形状，证明其典型的双电层电容特性。
对所得对称电容器进行恒电流充放电测试，恒流充放电测试结果见图8。由图8可见，所得对称电容器在0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、5A/g、10A/g和20A/g电流密度下的比电容分别为31.2F/g、26.8F/g、23.8F/g、22.6F/g、21.3F/g、19.6F/g、18.7F/g和17.8F/g，即使在电流密度高达50A/g的情况下，比容量仍有17.3F/g，表明制备得到的复合电极材料具有结构稳定、循环性能好以及比电容量高等优点。
对所得对称电容器的电容与电流密度关系进行测试，所得测试结果见图9。由图9可见，根据公式E＝C·ΔV2/7.2和P＝3600*E/Δt，当功率密度为59.2W/kg时，本发明提供的复合电极材料对称电容器的能量密度高达6.13Wh/kg，即使在功率密度高达17100W/kg时能量密度也有1.17Wh/kg，显示出本发明提供的复合电极材料具有巨大的应用前景。
对所得对称电容器进行Ragone测试，所得Ragone测试结果见图10。由图10可见，当功率密度为59.2W/kg时，该对称电容器的能量密度高达6.13Wh/kg，即使在功率密度高达17100W/kg时，该对称电容器的能量密度也有1.17Wh/kg。
将实施例1与对比例1进行实验对比，结构、形貌及成分表征结果显示，所得到的LZC/Graphene复合材料的比表面积、亲水性与Graphene样品相比均大大提高。此外，将本发明提供的复合电极材料组装成对称电容器，该对称电容器在功率密度为59.2W/kg的能量密度高达6.13Wh/kg，即使在功率密度高达17100W/kg时能量密度也有1.17Wh/kg，说明本发明提供的复合电极材料可作为对称电容器的正极材料和负极材料，所形成的对称电容器性能优良，具有极大的应用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合电极材料，其特征在于，包括活化荔枝碳和石墨烯；
所述活化荔枝碳和石墨烯的质量比为1：(1～3)。
2.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述活化荔枝碳由包括以下步骤的方法制备得到：
将荔枝皮依次进行第一干燥和粉碎，得到荔枝皮粉；
将所述荔枝皮粉、活化剂和水混合，依次进行第二干燥和活化，得到初级活化荔枝碳；
将所述初级活化荔枝碳依次进行第一酸浸、碱浸、第二酸浸、过滤和第三干燥，得到活化荔枝碳。
3.根据权利要求2所述的复合电极材料，其特征在于，所述第一干燥的温度为60～100℃，时间为8～15h；
所述活化剂为氢氧化钾；所述荔枝皮粉和活化剂的质量比为1：(1～5)；所述荔枝皮粉和水的质量比为1：(1～2)；所述第二干燥的温度为50～70℃；
所述活化的温度为800～900℃，时间为1～3h；所述活化的温度通过升温达到，所述升温的速率为2.5～3℃/min；所述活化的气氛为保护性气氛；
所述第一酸浸用试剂为稀硫酸；所述稀硫酸中硫酸与水的体积比为(1～2)：8；所述第一酸浸的温度为50～70℃，时间为1～3h；
所述碱浸用试剂为氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05～0.5mol/L；所述碱浸的温度为50～60℃，时间为30～60min；
所述第二酸浸用试剂为稀硫酸；所述稀硫酸中硫酸与水的体积比为(1～2)：8；所述第二酸浸的温度为50～70℃，时间为0.5～2h；
所述第三干燥的温度为90～120℃，时间为20～24h。
4.权利要求1～3任一项所述复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将活化荔枝碳、石墨烯、乙醇和水混合，将得到的混合浆料依次进行研磨和搅拌，得到半干混料；
将所述半干混料干燥，得到复合电极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇和水的体积比为2：(1～4)；所述活化荔枝碳和水的体积比为2：1。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述研磨后得到的混合物粒径≤1mm；所述半干混料的含水率为40～60％。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为90～120℃，时间为20～24h。
8.权利要求1～3任一项所述复合电极材料或权利要求4～7任一项所述制备方法制备得到的复合电极材料在超级电容器领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
将所述复合电极材料、导电石墨、粘结剂和乙醇混合后研磨，得到混合浆料；
将所述混合浆料涂覆到泡沫镍上后，依次进行干燥和压制，得到超级电容器负极。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述复合电极材料、导电石墨和粘结剂的质量比为(8～9)：(1～2)：1；
在直径6～8mm面积范围内，所述混合浆料在泡沫镍上的涂覆量为1～1.5mg；
所述干燥的温度为90～120℃，时间为20～24h；
所述压制的压力为7～11MPa，时间为20～60s。
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Address after: 518071 Xili Lake Town, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Vocational and Technical University Country or region after: China Address before: 518055 305, the second training building, West Campus of Shenzhen Vocational and technical college, Liuxian Avenue, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN POLYTECHNIC Country or region before: China |