电极、超级电容器及其制备方法与流程

本发明涉及电容器技术领域，具体地，本发明涉及一种电极、应用该电极的超级电容器及该电极、超级电容器的制备方法。

背景技术：

能源是人类生存的基础，由于石化类能源日益枯竭，能源危机成为当今世界各国面临的问题，全球经济和社会的可持续发展正面临着严峻的挑战。能源危机包括能源的储存、转换、传输以及含能材料的开发。其中，能源储存在人类发展中有着重要的意义。

随着人民生活水平的提高，绿色能源的不断开发利用成为人们关注的热点。其中，超级电容器是新型的绿色能源储存器件，能量密度是传统的电容器的数十倍，功率密度是电池的上百倍，充放电效率比电池高15％左右，超级电容器(supercapacitor)的研制成功为储能设备的发展带来了新的希望。

微型柔性超级电容器作为一种储能器件在可穿戴设备、物联网领域都有着较广阔的应用前景。激光诱导法制备的石墨烯微型超级电容器由于其制备工艺及设备简单引起了越来越多人的重视。但由于激光诱导方法制备的石墨烯电极材料的内部蓬松结构，导致制备的超级电容器的内阻偏大，因而，使得其在功率性器件的应用中受到了极大的限制。目前，还没有能够解决因激光诱导方法制备的石墨烯电极材料内部蓬松结构导致应用其的超级电容器内阻偏大的有效方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电极、应用该电极的超级电容器及该电极、超级电容器的制备方法，用以解决现有技术中激光诱导方法制备的石墨烯电极材料内部蓬松结构导致应用其的超级电容器内阻偏大的问题。

一个方面，本发明提供了一种电极，包括依次层叠设置的第一泡沫金属层、石墨烯电极层和第二泡沫金属层；其中，石墨烯电极层设置于第一泡沫金属层的表面上；第二泡沫金属层覆盖第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面，并且第二泡沫金属层与第一泡沫金属层压合连接。

另一方面，本发明提供了一种电极的制备方法，包括以下步骤：制备石墨烯电极层；根据预设长度和宽度，裁切泡沫金属得到第一泡沫金属层和第二泡沫金属层；在第一泡沫金属层的表面上设置石墨烯电极层；将第二泡沫金属层覆盖在第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面；压制成型以使第一泡沫金属层与第二泡沫金属层压合连接，得到电极。

另一方面，本发明提供了一种超级电容器，包括上述的电极。

另一方面，本发明提供了一种超级电容器的制备方法，包括以下步骤：将根据上述电极的制备方法得到的两片电极正对；在两片电极之间设置隔膜；封装层封装两片电极和隔膜；在两片电极、隔膜和封装层形成的空腔中填充电解液，以得到超级电容器。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明在激光诱导方法制备石墨烯电极的基础上，通过在石墨烯电极两侧分别包裹两片泡沫金属以强化石墨烯电极间的接触，实现了对电极结构的强化。

(2)应用本发明的电极的超级电容器，能够有效地降低应用激光诱导方法制备的石墨烯电极的超级电容器的内阻，提高其功率性能。

(3)本发明的电极的制备方法，能够在泡沫金属辊压的过程中同步引入且固定集耳，无需额外的焊接工作，因此，简化了制作工艺，节省了工序，降低了制作成本。

附图说明

图1是本发明提供的电极的实施例二的结构示意图；

图2是本发明提供的电极的实施例二的透视图；

图3是本发明提供的电极的实施例二的侧视图；

图4显示了示例4的超级电容器的内阻测试数据；

图5显示了应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器的内阻测试数据；

图6分别显示了示例4的超级电容器和应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器的充放电数据；

在图4和图5中，z’表示阻抗实部，-z”表示阻抗虚部。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。

电极

针对激光诱导方法制备的石墨烯电极材料内部蓬松结构导致应用其的超级电容器内阻偏大的问题，本发明提供了一种采用泡沫金属进行强化的电极。下面通过实施例一和实施例二对本发明的电极进行详细的介绍。

实施例一

本发明的实施例一中的电极包括依次层叠设置的第一泡沫金属层、石墨烯电极层和第二泡沫金属层；其中，石墨烯电极层设置于第一泡沫金属层的表面上；第二泡沫金属层覆盖第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面，并且第二泡沫金属层与第一泡沫金属层压合连接。

进一步地，电极中的石墨烯电极层包括基底层和石墨烯电极；基底层上设置有石墨烯电极；石墨烯电极采用激光诱导的方法制备得到。其中，基底层可采用聚酰亚胺或聚醚酰亚胺，当然，本领域技术人员还可以选用其它能够作为激光诱导方法制备石墨烯电极的基底层材料，此处不作限定。

进一步地，电极中的第一泡沫金属层可以采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种；电极中的第二泡沫金属层可以采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种。电极中的第一泡沫金属层和第二泡沫金属层还可以采用除前述材料之外的其它的泡沫金属及其合金，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

应当注意的是，第一泡沫金属层采用的材料和第二泡沫金属层采用的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

为了便于本发明的实施例一中的电极的制作，优选电极中的第一泡沫金属层与第二泡沫金属层具有相同的长度和宽度。

可选地，第一泡沫金属层的长度与石墨烯电极层的长度a之间的关系是：第一泡沫金属层的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第二泡沫金属层的长度与石墨烯电极层的长度a之间的关系是：第二泡沫金属层的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0。可选地，第一泡沫金属层的宽度与石墨烯电极层的宽度b之间的关系是：第一泡沫金属层的宽度是(b+1)毫米至(b+4)毫米，优选是(b+4)毫米，其中b＞0；第二泡沫金属层的宽度与石墨烯电极层的宽度b之间的关系是：第二泡沫金属层的宽度是(b+1)毫米至(b+4)毫米，优选是(b+4)毫米，其中b＞0。

实施例二

图1是本发明提供的电极的实施例二的结构示意图，图2是本发明提供的电极的实施例二的透视图，图3是本发明提供的电极的实施例二的侧视图。如图1至图3所示，在实施例二中，该电极包括依次层叠设置的第一泡沫金属层1、石墨烯电极层2、集耳3和第二泡沫金属层4。其中，石墨烯电极层2和集耳3位于同一层，二者彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1的表面上；第二泡沫金属层4覆盖第一泡沫金属层1、石墨烯电极层2和集耳3的表面，并且第二泡沫金属层4与第一泡沫金属层1压合连接。

进一步地，石墨烯电极层2包括基底层(图中未标出)和石墨烯电极(图中未标出)；基底层上设置有石墨烯电极；石墨烯电极采用激光诱导的方法制备得到。其中，基底层可采用聚酰亚胺或聚醚酰亚胺，当然，本领域技术人员还可以选用其它能够作为激光诱导方法制备石墨烯电极的基底层材料，此处不作限定。

其中，集耳3作为具有导电作用的接触点，其可以采用具有导电功能的金属或复合金属制成，例如铝、镍、铜镀镍等，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的集耳材料，在此不再赘述。

优选地，集耳3还包括伸出于电极之外的伸长部，更优选地，伸长部上设置有集耳胶5，以便在采用该电极制作超级电容器时对电极进行封装固定。此外，集耳胶5可为现有技术中的集耳胶材料，本领域技术人员可以根据实际需要选择集耳胶的材料，此处不作限定。

进一步地，第一泡沫金属层1可以采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种；第二泡沫金属层4可以采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种。此外，第一泡沫金属层1和第二泡沫金属层4还可以采用除前述材料之外的其它的泡沫金属及其合金，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

应当注意的是，第一泡沫金属层1采用的材料和第二泡沫金属层4采用的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

为了便于本发明的实施例二中的电极的制作，优选电极中的第一泡沫金属层与第二泡沫金属层具有相同的长度和宽度。

可选地，第一泡沫金属层1的长度与石墨烯电极层2的长度a之间的关系是：第一泡沫金属层1的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第二泡沫金属层4的长度与石墨烯电极层2的长度a之间的关系是：第二泡沫金属层4的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0。可选地，第一泡沫金属层1的宽度与石墨烯电极层2的宽度b和集耳3的宽度c之间的关系是：第一泡沫金属层1的宽度是(b+c+1)毫米至(b+c+4)毫米，优选是(b+c+4)毫米，其中b＞0且c＞0；第二泡沫金属层4的宽度与石墨烯电极层2的宽度b和集耳3的宽度c之间的关系是：第二泡沫金属层4的宽度是(b+c+1)毫米至(b+c+4)毫米，优选是(b+c+4)毫米，其中b＞0且c＞0。

为了便于制作本发明的实施例二中的电极，优选石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1的中心位置。

为了保证第一泡沫金属层1和第二泡沫金属层4在压合连接的过程中不因石墨烯电极层2和集耳3重叠设置而损坏石墨烯电极层2，必须保证石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，即石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，并且石墨烯电极层2与集耳3彼此接触；或者，石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，并且石墨烯电极层2与集耳3彼此不接触。上述两种设置方式，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，此处不作限定。

电极的制备方法

本发明还提供了实施例一和实施例二中的电极的制备方法，为了便于本领域技术人员清楚地理解本发明的实施例一和实施例二中的电极的制备方法，下面通过实施例三和实施例四分别对本发明的实施例一和实施例二中的电极的制备方法进行详细的介绍。

实施例三

本发明的实施例一中的电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤s101：制备石墨烯电极层；

步骤s102：根据预设长度和宽度，裁切泡沫金属得到第一泡沫金属层和第二泡沫金属层；

步骤s103：在第一泡沫金属层的表面上设置石墨烯电极层；

步骤s104：将第二泡沫金属层覆盖在第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面；

步骤s105：压制成型以使第一泡沫金属层与第二泡沫金属层压合连接，得到电极。

进一步地，步骤s101具体包括如下步骤：

步骤s1011：清洗基底层。可采用常规方法对基底层进行清洗，例如：使用超声波清洗机对基底层进行清理以便清除其表面的灰尘杂质等。其中，基底层可以采用聚酰亚胺或聚醚酰亚胺等材料，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在此不做赘述。

步骤s1012：将基底层固定于激光器的激光扫描区域上进行激光诱导形成石墨烯电极，得到包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片。可选地，激光器的激光功率为2mw至10mw，激光器的扫描速度为1mm/s至5mm/s。

步骤s1013：按照需要的尺寸裁切包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片，从而得到石墨烯电极层。

在步骤s102中，为了便于本发明的电极的制作，优选第一泡沫金属层与第二泡沫金属层具有相同的长度和宽度。

进一步地，在步骤s102中，预设长度和宽度可根据石墨烯电极层的长度a(a＞0)和宽度b(b＞0)来确定。优选地，预设长度可以是(a+1)毫米至(a+4)毫米，且更优选是(a+4)毫米；预设宽度可以是(b+1)毫米至(b+4)毫米，且更优选是(b+4)毫米。也就是说，第一泡沫金属层和/或第二泡沫金属层的长度和宽度可以根据石墨烯电极层的长度a(a＞0)和宽度b(b＞0)来确定，即第一泡沫金属层的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第二泡沫金属层的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第一泡沫金属层的宽度是(b+1)毫米至(b+4)毫米，优选是(b+4)毫米，其中b＞0；第二泡沫金属层的宽度是(b+1)毫米至(b+4)毫米，优选是(b+4)毫米，其中b＞0。

可选地，电极中的第一泡沫金属层采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种；电极中的第二泡沫金属层采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种。电极中的第一泡沫金属层和第二泡沫金属层还可以采用除前述材料之外的其它的泡沫金属及其合金，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

应当注意的是，第一泡沫金属层采用的材料和第二泡沫金属层采用的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

在步骤s105中，可以采用辊压的方式使第一泡沫金属层与第二泡沫金属层压合连接，从而得到一体成型的电极(即本发明的实施例一中的电极)。

实施例四

采用实施例三中的制备方法制备得到的电极(即实施例一中的电极)与采用实施例四中的制备方法制备得到的电极(即实施例二中的电极)的不同之处在于，采用实施例四中的制备方法制备得到的电极还包括集耳，其中，集耳可包括伸出于电极之外的伸长部，伸长部上可设置有集耳胶。

如图1至3所示，本发明的实施例二中的电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤s201：制备石墨烯电极层2；

步骤s202：根据预设长度和宽度，裁切泡沫金属得到第一泡沫金属层1和第二泡沫金属层4；

步骤s203：在第一泡沫金属层1的表面上设置石墨烯电极层2和集耳3；

步骤s204：将第二泡沫金属层4覆盖在第一泡沫金属层1、石墨烯电极层2和集耳3的表面上；

步骤s205：压制成型以使第一泡沫金属层1与第二泡沫金属层4压合连接，得到电极。

进一步，步骤s201具体包括如下步骤：

步骤s2011：清洗基底层。可采用常规方法对基底层进行清洗，例如：使用超声波清洗机对基底层进行清理以便清除其表面的灰尘杂质等。其中，基底层可以采用聚酰亚胺或聚醚酰亚胺等材料，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在此不做赘述。

步骤s2012：将基底层固定于激光器的激光扫描区域上进行激光诱导形成石墨烯电极，得到包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片。可选地，激光器的激光功率为2mw至10mw，激光器的扫描速度为1mm/s至5mm/s。

步骤s2013：按照需要的尺寸裁切包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片，从而得到石墨烯电极层2。

在步骤s202中，为了便于本发明的电极的制作，优选第一泡沫金属层1与第二泡沫金属层4具有相同的长度和宽度。

进一步，在步骤s202中，预设长度和宽度可根据石墨烯电极层的长度a(a＞0)和宽度b(b＞0)以及集耳3的宽度c(c＞0)来确定。优选地，预设长度可以是(a+1)毫米至(a+4)毫米，且更优选是(a+4)毫米；预设宽度可以是(b+c+1)毫米至(b+c+4)毫米，且更优选是(b+c+4)毫米。也就是说，第一泡沫金属层1和/或第二泡沫金属层4的长度和宽度可以根据石墨烯电极层的长度a(a＞0)和宽度b(b＞0)以及集耳3的宽度c(c＞0)来确定，即第一泡沫金属层1的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第二泡沫金属层4的长度是(a+1)毫米至(a+4)毫米，优选是(a+4)毫米，其中a＞0；第一泡沫金属层1的宽度是(b+c+1)毫米至(b+c+4)毫米，优选是(b+c+4)毫米，其中b＞0且c＞0；第二泡沫金属层4的宽度是(b+c+1)毫米至(b+c+4)毫米，优选是(b+c+4)毫米，其中b＞0且c＞0。

可选地，电极中的第一泡沫金属层1采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种；电极中的第二泡沫金属层4采用泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁及其合金(如：泡沫镍铬铁合金、泡沫锌铜合金、泡沫镍铜合金、泡沫镍铬钨合金、泡沫镍铁合金)中的任意一种。电极中的第一泡沫金属层1和第二泡沫金属层4还可以采用除前述材料之外的其它的泡沫金属及其合金，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

应当注意的是，第一泡沫金属层1采用的材料和第二泡沫金属层4采用的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

进一步，在步骤s203中，为了便于制作本发明的电极，优选石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1的中心位置。

此外，在步骤s203中，为了保证第一泡沫金属层1和第二泡沫金属层4在压合连接的过程中不因石墨烯电极层2和集耳3重叠设置而损坏石墨烯电极层2，必须保证石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，即石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，并且石墨烯电极层2与集耳3彼此接触；或者，石墨烯电极层2和集耳3彼此相邻无重叠地设置于第一泡沫金属层1上，并且石墨烯电极层2与集耳3彼此不接触。上述两种设置方式，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，此处不作限定。

进一步，在步骤s205中，可以采用辊压的方式使第一泡沫金属层1与第二泡沫金属层4压合连接，从而得到一体成型的电极，如图3所示。

超级电容器

本发明还提供了一种超级电容器，该超级电容器包括本发明的电极(即本发明的实施例一中的电极和/或实施例二中的电极)。

具体地，本发明的超级电容器包括：正极、负极、隔膜、封装层和电解液；其中，正极和负极分别采用本发明的电极(即本发明的实施例一中的电极和/或实施例二中的电极)；隔膜，设置在正极与负极之间；封装层，用于密封包覆正极、负极和隔膜；电解液，填充在正极、负极、隔膜和封装层形成的空腔中。

其中，对于正极和负极的描述均可参照上述实施例一至实施例四中对本发明的电极的描述，此处不再赘述。

其中，隔膜的材料可以为无纺布隔膜、纤维素隔膜等，当然，本领域技术人员还可以根据实际需要选择其它隔膜材料，此处不作限定。

其中，封装层的材质为铝塑膜、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚甲醛(pom)、聚碳酸酯(pc)和聚酰胺(pa)中的任意一种。

其中，电解液的体系可以为四氟硼酸四乙基铵-碳酸丙烯酯体系、四氟硼酸四乙基铵-乙氰体系、四氟硼酸甲基三乙基铵-乙氰体系、四氟硼酸甲基三乙基铵-碳酸丙烯酯体系、四氟硼酸甲基三乙基铵-乙氰+其它溶剂体系中的任意一种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

超级电容器的制备方法

本发明还提供了一种超级电容器的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤s301：分别采用本发明的电极作为正极和负极，使正极和负极中带有石墨烯电极的表面相对设置；

步骤s302：在正极和负极之间设置隔膜；

步骤s303：采用封装层封装正极、负极和隔膜；

步骤s304：在正极、负极、隔膜和封装层形成的空腔中填充电解液，以得到本发明的上述超级电容器。

应当注意的是，在采用本发明的实施例二中的电极作为正极和/或负极时，由于集耳不能够与封装层热压密封，因此，正极和负极中的集耳是通过设置在集耳的伸长部上的集耳胶与封装层进行热压密封的，以使封装层能够完全密封该超级电容器。

在本发明中，在激光诱导法制备的石墨烯电极层的两侧分别采用泡沫金属进行包裹，强化了石墨烯电极间的接触，因此，当将该经过泡沫金属强化后的电极应用于超级电容器时，能够有效降低该超级电容器的内阻，并提高其功率性能。

示例

下面通过具体的示例来阐述本发明的方法的实施，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。

示例1：石墨烯电极层的制备

(1)使用超声波清洗机对聚酰亚胺基底层进行清理以便清除其表面的灰尘杂质等。

(2)将聚酰亚胺基底层粘到激光器的激光扫描区域上；然后将激光器的激光功率设置为8mw，激光器的扫描速度设置为3mm/s，进行激光诱导生成石墨烯电极，从而得到包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片。

(3)按照20mm×30mm的尺寸裁切包括基底层和石墨烯电极的石墨烯电极片，从而得到需要尺寸的石墨烯电极层。

示例2：电极

本示例中的电极包括依次层叠设置的第一泡沫金属层、石墨烯电极层和第二泡沫金属层；石墨烯电极层设置于第一泡沫金属层的表面上；第二泡沫金属层覆盖第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面，并且第二泡沫金属层与第一泡沫金属层压合连接。其中，第一泡沫金属层和第二泡沫金属层分别采用尺寸是21mm×32mm的泡沫镍铬铁合金；石墨烯电极层采用示例1中制备得到的石墨烯电极层。

本示例中的电极的制备方法如下：

(a)按照21mm×32mm的预设长度和宽度，裁切泡沫镍铬铁合金得到第一泡沫金属层和第二泡沫金属层。

(b)将示例1中制备得到的石墨烯电极层设置在第一泡沫金属层表面靠近中心的位置上。

(c)将第二泡沫金属层覆盖在第一泡沫金属层和石墨烯电极层的表面，并使第一泡沫金属层和第二泡沫金属层的边缘对齐。

(d)采用对辊机将叠放好次序的第一泡沫金属层、石墨烯电极层和第二泡沫金属层辊压成型，得到本发明的实施例一中的电极。

示例3：电极

本示例中的电极包括依次层叠设置的第一泡沫金属层、石墨烯电极层、集耳和第二泡沫金属层；石墨烯电极层和集耳位于同一层，二者彼此相邻无重叠且之间无间隙地设置于第一泡沫金属层的表面上；第二泡沫金属层覆盖第一泡沫金属层、石墨烯电极层和集耳的表面，并且第二泡沫金属层与第一泡沫金属层压合连接。其中，第一泡沫金属层和第二泡沫金属层分别采用尺寸是29mm×34mm的泡沫镍；石墨烯电极层采用示例1中制备得到的石墨烯电极层；集耳采用铝条，尺寸是5mm×55mm，在距离一端(即伸长部的一端)10mm处设置有集耳胶。

本示例中的电极的制备方法如下：

(a)按照29mm×34mm的预设长度和宽度，裁切泡沫镍得到第一泡沫金属层和第二泡沫金属层。

(b)将示例1中制备得到的石墨烯电极层和集耳彼此相邻无重叠且之间无间隙地设置在第一泡沫金属层表面靠近中心的位置上，保证集耳设有集耳胶的一端伸出在电极之外，并保证集耳另一端与石墨烯电极层的相应边对齐。

(c)将第二泡沫金属层覆盖在第一泡沫金属层、石墨烯电极层和集耳的表面，并使第一泡沫金属层和第二泡沫金属层的边缘对齐。

(d)采用对辊机将叠放好次序的第一泡沫金属层、石墨烯电极层、集耳和第二泡沫金属层辊压成型，得到本发明的实施例二中的电极。

示例4：超级电容器

本示例中的超级电容器包括：正极和负极，分别采用示例3中制备得到的电极；纤维素隔膜，设置在正极与负极之间；铝塑膜封装层，密封包覆正极、负极和隔膜；以及电解液，填充在正极、负极、隔膜和封装层形成的空腔中，采用四氟硼酸四乙基铵-碳酸丙烯酯体系。

本示例中的超级电容器的制备方法如下：

(1)将正极和负极中带有石墨烯电极的表面相对设置。

(2)在正极和负极之间设置纤维素隔膜。

(3)采用铝塑膜封装层封装正极、负极和纤维素隔膜。

(4)在正极、负极、纤维素隔膜和铝塑膜封装层形成的空腔中填充电解液四氟硼酸四乙基铵-碳酸丙烯酯体系，从而得到应用本发明的实施例二中的电极的超级电容器。

应当注意的是，在采用示例3中的电极作为正极和/或负极时，由于集耳不能够与封装层热压密封，因此，正极和负极中的集耳是通过设置在集耳的伸长部上的集耳胶与封装层进行热压密封的，以使封装层能够完全密封该超级电容器。

示例5：超级电容器

示例5中的超级电容器与示例4中的超级电容器的结构和制备方法相同，区别仅在于：示例5中的超级电容器的正极和负极分别采用示例2中制备得到的电极，其它均与示例4中对超级电容器的制备方法的描述相同，此处不再赘述。

性能测试：

对示例4(即应用经过强化后的电极的超级电容器)和现有技术中的石墨烯超级电容器(即应用未经过强化后的电极的超级电容器)的性能进行测试。

采用电化学工作站进行性能测试，测试条件是：测试频率1khz，负极电流(cathodici)0.001a，正极电流(anodici)0.001a，数据存储间隔(datainterval)0.01s，最高电位(highelimit)2.3v，最低电位(lowelimit)0v，充放电超级电容器4mf，充电电流1ma，放电电流1ma。

通过测试发现，示例4中的超级电容器的内阻是2.8欧姆，现有技术中的石墨烯超级电容器的内阻是21欧姆，如图4和图5所示，并且通过比较可以看出，电极经过泡沫金属强化之后，超级电容器的内阻得到显著的降低。此外，通过图6还可以清楚地发现，采用上述条件为应用经过强化后的电极的4mf超级电容器和应用未经过强化后的电极的4mf石墨烯超级电容器充放电，应用经过强化后的电极的超级电容器和应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器具有近似相同的充放电性能(即应用经过强化后的电极的超级电容器的充放电曲线和应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器的充放电曲线近似重合)。也就是说，应用经过强化后的电极的超级电容器与应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器相比，应用经过强化后的电极的超级电容器内阻显著降低，且应用经过强化后的电极的超级电容器还能与应用未经过强化后的电极的石墨烯超级电容器达到相同的充放电性能。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。