CN115331971A - 石墨烯改性活性炭复合电极材料、制备方法及超级电容器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种石墨烯改性活性炭复合电极材料、制备方法及超级电容器。一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：配制含活性炭和氧化石墨烯的混合溶液；将混合溶液通过定温冰模板法进行冷冻干燥处理，得到包覆型预复合产物；将预复合产物在惰性气氛下进行热还原，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。本申请的制备方法通过引入石墨烯解决了活性炭导电性差的问题，为活性炭构筑了三维导电网络；通过定温冰模板和低温热还原方法共同调控复合电极材料的孔结构，提高复合电极材料的比表面积，进而提高其电化学性能。本申请的制备方法简单，制备条件稳定可控，可以实现规模化大批量制备。
Description
技术领域
本申请属于超级电容器材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯改性活性炭复合电极材料、制备方法及超级电容器。
背景技术
超级电容器主要由电极材料、电解液、集流体、隔膜纸和正负极壳组成，其中电极材料是影响超级电容器电化学性能的关键因素。电极材料包括碳材料、导电聚合物、过渡金属氧化物、其他材料等。与常规的碳材料相比，导电聚合物、MOF、Mxene和过渡金属氧化物都存在制备工艺繁杂、设备成本较高、环境污染大以及电极材料稳定性较差等问题，阻碍了超级电容器的发展。
碳材料中的活性炭制备工艺简单、成本低廉、性能稳定，使得其自超级电容器问世以来便被广泛应用于超级电容器电极材料领域。选用椰壳、果壳等生物质原料或煤、石油等副产物为前驱体经过高温碳化-活化或者活化-高压热解等后处理得到活性炭。物理活化的活性炭，其形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，其不能调控的孔径分布导致其作为电极材料不能提供更短的离子扩散路径和丰富的离子储存活性位点，其显示出有限的能量密度和不佳的倍率性能，这也限制了其在储能中的应用。
二维石墨烯具有优异的物理和化学性能，如超高的理论比表面积(SSA)、非凡的机械强度、导电性、极好的电解质润湿性以及对不同界面过程的强适应性，使其成为超级电容器的杰出候选材料。电解液很容易到达石墨烯表面，石墨烯的理论比电容可达550F/g。遗憾的是，目前实际比电容仍低于理论值，其原因主要是其片层易发生堆叠，导致比表面积的利用率低。
活性炭超级电容器质量/能量密度不高，在大电流密度下充放电过程由于导电性不佳会导致一定的欧姆降，这对超级电容器的性能和使用寿命会有影响。若能在活性炭中加入石墨烯，石墨烯会与活性炭颗粒形成更有利于电子/离子传输的导电网络。活性炭颗粒填充在石墨烯骨架中，可以提升活性炭EDLC型比容量。此外，活性炭颗粒会阻碍氧化石墨烯在还原过程中的自聚集，提高活性炭的比表面积和孔道利用效率，形成有利于电子储存/离子传输的独特结构。目前的研究大部分集中在生物质活性炭与石墨烯的复合，如生物质与氧化石墨烯溶液混合后经过碳化-活化得到石墨烯复合活性炭材料。生物质活性炭虽然孔道丰富，但其材料电化学性能不稳定、比容量较低且不宜规模化复合。
发明内容
本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨烯改性活性炭复合电极材料、制备方法及超级电容器，以解决现有技术中石墨烯改性活性炭复合电极材料稳定性不佳、比容量低和产量低的技术问题。
为了实现上述申请目的，本申请的第一方面，提供了一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
配制含活性炭和氧化石墨烯的混合溶液；
将所述混合溶液通过定温冰模板法进行冷冻干燥处理，得到包覆型预复合产物；
将所述预复合产物在惰性气氛下进行热还原，得到所述石墨烯改性活性炭复合电极材料。
进一步地，所述冷冻干燥处理的温度为-60～-18℃。
进一步地，所述热还原的温度为100～800℃。
进一步地，所述混合溶液中，所述氧化石墨烯质量含量百分比为10％～50％。
进一步地，所述混合溶液的配制包括以下步骤：
配制氧化石墨烯分散液；
将所述氧化石墨烯分散液进行透析、冷冻干燥，获得冻干的所述氧化石墨烯；
将所述活性炭与所述氧化石墨烯按照质量比5：5～9：1混合于溶剂，获得所述混合溶液。
进一步地，所述氧化石墨烯分散液通过改进Hummers法制备得到。
本申请的第二方面，提供了一种石墨烯改性活性炭复合电极材料，其采用上述任一项所述的制备方法制备。
本申请的第三方面，提供了一种超级电容器电极，其包括上述所述石墨烯改性活性炭复合电极材料。
本申请的第四方面，提供了一种超级电容器，其包括上述所述超级电容器电极。
与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：
本申请的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法通过引入石墨烯解决了活性炭导电性差的问题，为活性炭构筑了三维导电网络；通过定温冰模板和低温热还原方法共同调控复合电极材料的孔结构，提高复合电极材料的比表面积，进而提高其电化学性能。本申请的制备方法简单，制备条件稳定可控，可以实现规模化大批量制备。
本申请的石墨烯改性活性炭复合电极材料具有不同层次的孔结构，丰富的孔结构形态使其具有高的比容量；此外，通过构筑不同层次的孔结构，石墨烯将活性炭粘结和包裹住，石墨烯复合活性炭可使活性炭颗粒均匀分布于石墨烯骨架中，活性炭颗粒的分散阻碍石墨烯片层的堆叠，增加了石墨烯改性活性炭复合电极材料的比表面积，使其具备良好的电化学稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为原样活性炭的SEM电镜图(a、b)和本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料的SEM电镜图(c、d)、TEM电镜图(e、f)；
图2为原样活性炭和本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料的循环伏安特性曲线；
图3为原样活性炭和本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料的恒电流充放电曲线；
图4为原样活性炭和本申请实施例4提供的墨烯改性活性炭复合电极材料的不同电流密度下的质量比容量；
图5本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料6M KOH超级电容器的50mV·s-1扫描速率下不同电压的循环伏安特性曲线；
图6为本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料6M KOH超级电容器的1A·g-1电流密度下不同电压的恒电流充放电曲线；
图7为原样活性炭和本申请实施例4提供的石墨烯改性活性炭复合电极材料的6MKOH超级电容器Ragone图；
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b，或c中的至少一项(个)”，或，“a，b，和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
第一方面，本申请实施例提供了一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10，将活性炭与氧化石墨烯按照一定预设质量比，混合于溶剂，得到混合溶液。
上述一定预设质量比为50％～50％与10％～90％，比如，将50％的活性炭与50％的氧化石墨烯混合于溶剂，获得混合溶液；将60％的活性炭与40％的氧化石墨烯混合于溶剂，获得混合溶液；将70％的活性炭与30％的氧化石墨烯混合于溶剂，获得混合溶液等。还可以是其他的质量比，对此不进行穷举。本申请实施例的氧化石墨烯为改进Hummers法制备的，其溶剂为去离子水。
在具体实施例中，混合溶液的配制可以通过以下步骤：
(1)通过改进Hummers法制备氧化石墨烯分散液；
(2)将氧化石墨烯分散液进行透析至透析液无杂质离子(氯离子、硫酸根离子等)、冷冻干燥，获得冻干的氧化石墨烯；
(3)将活性炭与氧化石墨烯按照质量比5：5～9:1，混合于溶剂，进行搅拌，获得混合溶液。搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1。
步骤S20，将混合溶液通过定温冰模板法冷冻干燥得到预复合产物。
在本申请实施例中，冷冻干燥的温度为-60～-18℃，例如冷冻温度为-18℃、-35℃或-60℃，比如将混合溶液置于-18℃的冷冻仓中冷冻6h，对此不进行穷举。将冷冻样品进行冷冻干燥。
步骤S30，采用管式炉在惰性气氛下热还原预复合产物，以进行氧化石墨烯的还原，获得石墨烯改性活性炭复合电极材料。
在具体实施例中，管式炉的还原温度为100～800℃；管式炉的气体为惰性气体氩气；管式炉的升温速率为5℃min-1；管式炉的保温时间为2h；管式炉的流速为40ml min-1。
在本申请实施例中，将活性炭与氧化石墨烯按照一定预设质量比，混合于溶剂，通过引入石墨烯解决了活性炭导电性差的问题，为活性炭构筑了三维导电网络；通过冰模板和低温热还原方法共同调控复合电极材料的孔结构，提高其有效比表面积，进而提高其电化学性能；通过构筑不同层次孔结构，石墨烯将活性炭粘结和包裹住，石墨烯复合活性炭可使活性炭颗粒均匀分布于石墨烯骨架中，活性炭颗粒的分散阻碍石墨烯片层的堆叠，增加石墨烯改性活性炭复合电极材料的比表面积，使其具备良好电化学性能。
本申请实施例的制备方法，制备过程中，由于氧化石墨烯二维材料表现出高的粘结力和还原过程中留存的含氧官能团的范德华力，将低成本和高比表面积(SSA)的活性炭锚定和包覆在还原氧化石墨烯的导电网络中。石墨烯改性活性炭过程中通过构筑层次孔结构，赋予电极材料丰富的孔结构形态，使其有效地提高电极材料的比容量。此外，通过低温热还原过程，在一定程度上既保留了氧化石墨烯适量的含氧官能团提供赝电容，又同步提高了电极材料的导电性，基于多层次孔结构的协同作用和包覆结构，采用石墨烯改性活性炭电极材料的超级电容器的电化学性能有较为显著的提升。
第二方面，本申请实施例提供了一种石墨烯改性活性炭复合电极材料，本申请实施例的复合电极材料具有不同层次的孔结构，丰富的孔结构形态使其具有高的比容量；此外，丰富的孔结构形态增加了石墨烯改性活性炭复合电极材料的比表面积，使其具备良好的电化学稳定性。
第三方面，本申请实施例提供了一种含有上述石墨烯改性活性炭复合电极材料的超级电容器电极。
第四方面，本申请实施例提供了一种含有上述超级电容器电极的超级电容器。
以下结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比50％与50％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为50％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例2
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比60％与40％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为60％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例3
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比70％与30％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为70％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例4
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例5
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比90％与10％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为90％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例6
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比100％与0％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为100％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例7
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-18℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例8
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-60℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为300℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例9
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为100℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例10
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为600℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
实施例11
a、将活性炭与氧化石墨烯按照质量比80％与20％，进行搅拌，搅拌时间为6h，搅拌速率为600r min-1，获得混合溶液，混合溶液中活性炭的质量百分比含量为80％；
b、将混合溶液置于-35℃冷冻仓中冷冻干燥，获得预复合产物；
c、将预复合产物放入管式炉进行热还原，其中，管式炉的温度为800℃；所述管式炉的气体为惰性气体；所述管式炉的升温速率为5℃min-1；所述管式炉的保温时间为2h；所述管式炉的流速为40ml min-1，得到石墨烯改性活性炭复合电极材料。
以活性炭为电极材料，以聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，碳黑为导电添加剂，按照质量比80：10：10的比例分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并研磨10min至浆液状。取(10mm*10mm*1mm)的泡沫镍将浆液均匀涂覆至泡沫镍表面，将涂有电极材料的泡沫镍置于烘箱95℃干燥12h后压片得到工作电极。
将上述各实施例所得的石墨烯改性活性炭为电极材料，剪取2片泡沫镍，用无水乙醇超声洗涤10min，烘干泡沫镍。称取1-1.2mg电极材料夹至两片泡沫镍中，将夹有电极材料的泡沫镍用铝箔包覆后放置在压片机上加10Mpa压力加压保持10s得到工作电极。
超级电容器的封装：取2片泡沫镍，用无水乙醇超声洗涤10min，烘干泡沫镍。称取1-1.2mg电极材料夹至两片泡沫镍中，将夹有电极材料的泡沫镍用铝箔包覆后放置在压片机上加10Mpa压力加压保持10s。封装成水系(6M KOH)超级电容器，并测试各自的电化学性能(超级电容器测试所用的仪器为辰华660E，工作电极为制备的泡沫镍电极，对电极为铂片电极(10mm*10mm*1mm)，参比电极为银/氯化银电极，电解液为6M KOH溶液，电化学测试采用循环伏安测试(工作电压-1-0V)、恒电流充放电测试(电流密度为1A·g-1)和等效阻抗测试(0.1Hz-100000Hz))，测试结果如下表：
各实施例制备的复合电极材料的电化学性能表
由上表可知，由实施例4制备的复合电极材料制备的电容器的比电容远高于由活性炭电极(即实施例6)制备的电容器的比电容，其比容量提高了199.3％。表明本申请实施例的制备方法制备出的石墨烯改性活性炭复合电极材料具有优异的电化学性能。
从图1的电镜图可以看出，活性炭是无定形、无规则的颗粒。而引入石墨烯改性的样品中，可以看出活性炭被石墨烯均匀地粘连和包覆住，这种结构有利于电子在其表面及内部的传输，提高其电化学性能。
图7为原样活性炭和本申请实施例4制备的石墨烯改性活性炭复合电极材料的6MKOH超级电容器Ragone图，分别用于表征器件的储能性能和功率参数。本申请实施例4制备的器件具备9.5Wh·kg-1的高能量密度，相较于活性炭器件4.2Wh·kg-1的能量密度有很大程度的提升。这是由赝电容官能团和丰富的孔道结构共同决定的。
在本申请实施例中，通过冰模板和低温热还原方法共同调控复合电极材料的孔结构，制备出石墨烯改性活性炭电极材料。制备过程中，由于氧化石墨烯二维材料表现出高的粘结力和还原过程中留存的含氧官能团的范德华力，将低成本和高比表面积(SSA)的活性炭锚定和包覆在还原氧化石墨烯的导电网络中。石墨烯改性活性炭过程中，通过构筑层次孔结构，赋予复合电极材料丰富的孔结构形态，使其有效地提高电极材料的比容量。此外，通过低温热还原过程，在一定程度上既保留了氧化石墨烯适量的含氧官能团提供赝电容，又同步提高了电极材料的导电性，基于上述多层次孔结构的协同作用，石墨烯改性活性炭电极材料的超级电容器的电化学性能有较为显著的提升。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
配制含活性炭和氧化石墨烯的混合溶液；
将所述混合溶液通过定温冰模板法进行冷冻干燥处理，得到包覆型预复合产物；
将所述预复合产物在惰性气氛下进行热还原，得到所述石墨烯改性活性炭复合电极材料。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥处理的温度为-60～-18℃。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述热还原的温度为100～800℃。
4.如权利要求1所述的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述氧化石墨烯质量含量百分比为10％～50％。
5.如权利要求4所述的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的配制包括以下步骤：
配制氧化石墨烯分散液；
将所述氧化石墨烯分散液进行透析、冷冻干燥，获得冻干的所述氧化石墨烯；
将所述活性炭与所述氧化石墨烯按照质量比5：5～9：1混合于溶剂，获得所述混合溶液。
6.如权利要求5所述的一种石墨烯改性活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液通过改进Hummers法制备得到。
7.一种石墨烯改性活性炭复合电极材料，其特征在于，其采用权利要求1-6任一项所述的制备方法制备。
8.一种超级电容器电极，其特征在于，其包括权利要求7所述石墨烯改性活性炭复合电极材料。
9.一种超级电容器，其特征在于，其包括权利要求8所述超级电容器电极。
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