[发明专利]一种用于电极的复合材料及其制备方法、制成的电极

权利要求书

1.一种用于电极的复合材料，其特征在于，所述复合材料主要由氮掺杂的酚醛基活性炭和石墨烯类物质复合而成；所述复合材料的比电容为150F/g以上；

所述石墨烯类物质选自石墨烯及其衍生物、氧化石墨烯及其衍生物、生物质石墨烯及其衍生物中的一种或多种，优选氧化石墨烯；

优选地，所述复合方法为在酚类化合物与醛类化合物聚合生成酚醛树脂的反应过程中或反应结束后加入石墨烯类物质及含氮物质，之后经过固化、炭化而得；

优选地，所述复合材料的比电容为200F/g以上。

2.根据权利要求1所述的用于电极的复合材料，其特征在于，所述含氮物质选自含氮无机物、含氮酚类化合物及其它含氮有机物中的一种或多种，优选有机胺、硝酸盐中的一种或两种混合，优选乙二胺、己二胺、尿素、三聚氰胺中的一种或多种，优选三聚氰胺；

所述含氮酚类化合物优选含有伯胺基、仲胺基、季胺基中一种或多种的酚类化合物，优选含有伯胺基的酚类化合物，更优选间氨基苯酚。

3.根据权利要求1所述的用于电极的复合材料，其特征在于，所述酚类化合物选自苯酚及其衍生物，优选苯酚、甲酚、二甲酚或间苯二酚；所述醛类化合物选自甲醛及其衍生物，优选甲醛、乙醛或糠醛；

优选地，所述石墨烯的衍生物为经过改性的石墨烯；

优选地，所述氧化石墨烯的衍生物为经过改性的氧化石墨烯；

优选地，所述石墨烯衍生物包括元素掺杂石墨烯或官能团化石墨烯中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述氧化石墨烯衍生物包括元素掺杂氧化石墨烯或官能团化氧化石墨烯物中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述元素掺杂石墨烯包括金属掺杂石墨烯或非金属元素掺杂石墨烯中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述元素掺杂氧化石墨烯包括金属掺杂氧化石墨烯或非金属元素掺杂氧化石墨烯中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述金属掺杂的金属元素包括钾、钠、金、银、铁、铜、镍、铬钛、钒、钴中的一种或多种；

优选地，所述非金属元素掺杂石墨烯包括氮、磷、硫、硅、硼、硅中的一种或多种；

优选地，所述非金属元素掺杂石墨烯包括氮掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯、硫掺杂石墨烯中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述非金属元素掺杂氧化石墨烯包括氮掺杂氧化石墨烯、磷掺杂氧化石墨烯、硫掺杂氧化石墨烯中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述官能团化石墨烯包括接枝有羟基、羧基或氨基中的任意1种或至少2种官能团的石墨烯；

优选地，所述官能团化氧化石墨烯包括接枝有羟基、羧基或氨基中的任意1种或至少2种官能团的氧化石墨烯。

4.根据权利要求1或2所述的用于电极的复合材料，其特征在于，所述石墨烯类物质的加入量为所述酚类化合物与所述醛类化合物总量的0.01～1wt％，优选0.1～1wt％；

优选地，所述酚类化合物不含氮时，所述含氮物质与所述酚类化合物的摩尔比为1:0.01～1，更优选1:0.04～0.5，更优选1:0.04～0.2。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于电极的复合材料，其特征在于，在所述炭化的过程中加入活化剂，所述活化剂选自碱金属的氢氧化物、氯化锌、磷酸中的一种或多种，优选碱金属的氢氧化物，更优选氢氧化钾和/或氢氧化钠；

优选地，所述活化剂与炭化物料的重量比为0.5～4：1，更优选1～4：1。

6.权利要求1-4任一项所述的用于电极的复合材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

取酚类化合物与醛类化合物，使两者在催化剂作用下发生聚合反应；在所述聚合反应过程中或反应结束后加入石墨烯类物质及含氮物质；之后固化，炭化；

优选地，所述炭化温度为600-1000℃。

7.根据权利要求6所述的用于电极的复合材料的制备方法，其特征在于，在所述聚合反应过程中加入石墨烯类物质及含氮物质时机为：

在酚类化合物和醛类化合物反应0.2-4h后，加入石墨烯类物质及含氮物质，继续反应；

优选反应0.2-3h后加入石墨烯类物质及含氮物质，更优选0.2-2.5h。