[发明专利]掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极及制备与应用

权利要求书

1.一种掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极，其特征在于，包括集流体和复合材料，所述复合材料负载在集流体表面，所述复合材料含有掺氮三维双连续多孔碳和石墨烯；所述掺氮三维双连续多孔碳用于充当间隔物以避免石墨烯的重新堆叠，且用于增大与石墨烯的接触面积。

2.如权利要求1所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极，其特征在于，所述复合材料含有的掺氮三维双连续多孔碳的质量份数为5-20份，含有的石墨烯的质量份数为1-3份。

3.如权利要求1所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极，其特征在于，所述掺氮三维双连续多孔碳厚度为1-100nm，比表面积为1000-2300m²/g，总孔容积0.5-1.63cm³/g，平均孔径为2-4nm，氮质量含量为1-11wt％。

4.如权利要求1所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极，其特征在于，所述石墨烯导电率为50-5000S/cm，宽度为0.5-50微米，厚度为1-50nm。

5.如权利要求1所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极，其特征在于，所述复合材料在集流体上的负载量为0.8-3mg/cm²。

6.如权利要求1-5任一所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将掺氮三维双连续多孔碳和石墨烯混合，得到混合粉末；

(2)向步骤(1)得到的混合粉末中加入粘结剂和溶剂，得到预混液；

(3)将步骤(2)得到的预混液均匀涂布于集流体上，或将集流体浸没于步骤(2)得到的预混液中；

(4)将步骤(3)得到的集流体进行干燥，即得到掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极。

7.如权利要求6所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、全氟磺酸树脂、羧甲基纤维素钠或丁苯橡胶；所述溶剂为1-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇、异丙醇和水中的至少一种；所述集流体为不锈钢箔或泡沫镍。

8.如权利要求6所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极的制备方法，其特征在于，所述掺氮三维双连续多孔碳的质量份数为5-20份，所述石墨烯的质量份数为1-3份，所述粘结剂的质量份数为1-3份，所述溶剂的质量份数为20-200份。

9.一种超级电容器，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极。

10.如权利要求1-5任一所述的掺氮三维双连续多孔碳与石墨烯的复合电极在超级电容器中的应用。