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超级电容器作为一种新型储能元件,以其超大容量、高储能密度、高充放电效率、循环寿命长等特点被广泛关注。电极材料质量是决定超级电容器性能的关键因素之一,因此超级电容器相关研究多集中于电极材料。活性炭作为超级电容器的电极材料,有低价易得、比表面积高、化学稳定性好等优势,但单独作为超级电容器电极材料时电容值较低。研究认为生物质材料制备的活性炭具有较高的强度和极精细的微孔,是制备活性炭的最佳原料。石墨烯由于机械强度高(E=1.0TPa),比表面积大(约2630m~2/g),被常用在锂离子电池,铅炭电池中,是一种最有潜力的超级电容器电极材料,但单一的石墨烯作为电极材料电容值相对较小,会影响其电容性能。针对单一活性炭导电性差和单一石墨烯电容值小的问题,基于发挥以上两种材料的增效协同作用,本论文开展了一种具有高比表面积和有良好导电性能的复合电极材料制备实验,主要的研究工作如下:(1)通过碳化和活化法制备椰子壳活性炭。以椰子壳为原料,KOH为活化剂,在碳化和活化温度分别为900℃和750℃,KOH和碳化料比为4:1,不同的活化时间下,研究了椰壳活性炭的物理性能和化学性能对超级电容器的电容性能的影响。实验结果为活化2h的椰壳活性炭(csc2h)在循环500次时电容值和容量保持率(70F/g和85%)均高于活化4h的椰壳活性炭(csc4h)的电容值和容量保持率(68F/g和64%),结果表明csc2h的电容性能比csc4h的更好。(2)采用原位复合法制备椰壳炭/石墨烯复合材料。将低成本的椰壳炭和高分散的石墨烯原位结合(椰壳炭和石墨烯比为7:1),在不同的活化时间下,制备椰壳炭/石墨烯复合材料。本实验中采用商用可乐丽活性炭cola做对比样品。将所制备好的椰壳炭、椰壳炭/石墨烯复合材料以及商用可乐丽活性炭(csc2h、csc4h、csc2h+G、csc4h+G、cola)在保证其它条件相同的情况下,在不同的活化时间下,通过物理表征和化学表征,对这五种样品进行了对比与分析,探究了其在电容器中的电容性能。(3)实验结果表明:csc2h、csc4h、csc2h+G、csc4h+G、cola分别在碳化温度为900℃和活化温度为750℃,KOH和碳化料比为4:1的条件下,csc2h、csc2h+G和cola具有较好的电容性能,其中csc2h+G具有最好的电容性能,电容性能强弱顺序依次为csc2h+G﹥cola﹥csc2h﹥csc4h+G﹥csc4h。加入石墨烯之后csc2h+G材料较未加的csc2h倍率性能提高,充分体现了石墨烯导电性在复合材料中的作用。在500次循环之后椰壳炭加石墨烯(csc2h+G)的容量保持率(93%)高于单一椰壳炭(csc2h)的容量保持率(85%),循环效率仍保持在100%,且其电容值达到75F/g,超过了商用可乐丽炭电容值(72F/g),结果说明csc2h+G复合材料比单一椰壳炭材料具有更好的电化学电容性能。