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CN112086297B - 石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极 - Google Patents

石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极 Download PDF

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CN112086297B CN202010916457.2A CN202010916457A CN112086297B CN 112086297 B CN112086297 B CN 112086297B CN 202010916457 A CN202010916457 A CN 202010916457A CN 112086297 B CN112086297 B CN 112086297B
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Abstract

本发明公开了一种石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极，制备方法包括：将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液，向所述混合均匀的分散液中加入双氧水并且搅拌分散均匀，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液，通过紫外线和双氧水体系在氧化石墨烯片层上造孔制备多孔氧化石墨烯，效果明显且绿色环保；将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料，采用微波进行还原处理，还原程度高、耗时短、耗能极低，并且该方法简单便捷、设备简便、成本低廉、适用于大规模工业化生产。

Description

石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极
技术领域
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极。
背景技术
随着社会的发展，对于能源的需求越来越大，随之而来的对于储能器件的要求也越来越高。特别是随着化石能源的消耗，电动汽车的崛起，对储能器件提出了新的要求。而锂离子电容器作为锂离子电池和超级电容器的结合体，拥有着锂离子电池的超高能量密度也具有超级电容器的超高功率密度和超长循环寿命。很好的满足了对下一代储能器件的要求。而电极材料作为储能器件的核心，一直以来都是研究的重点。例如，负极材料中硅有着高大4200mAh g-1的超高比容量，但是由于超过300％的体积膨胀、较低的导电率和小于100圈的循环寿命，难以实际应用，其他的氧化物电极也存在着这些问题。目前商用的石墨负极稳定性好，但是也存在着容量低的问题，理论容量为372mAh g-1。所以开发高稳定性、高容量的负极材料十分迫切。而锂离子电容器(LIC)的正极材料大多数都是活性炭，现阶段投入商用的LIC正极以商用活性炭为主。虽然商用活性炭的稳定性好，循环寿命长，但是容量低的特点也十分突出，容量为30～45mAh g-1，这会极大的限制LIC整体的能量密度。
石墨烯作为碳材料里面的新兴材料，有着诸多的优点。同时在储能领域也有着出色的发挥，在电池电极领域和超级电容器电极领域都占据着重要地位。目前还原氧化石墨烯的还原方法主要有：高温还原、溶剂热、化学还原等。这些方法有着耗时长、耗能大、还原不彻底、设备要求高、不适合大规模工业化生产的缺点。
因此，如何提供一种电化学性能优异且耗时短、耗能低、设备要求低、适合大规模工业化生产的电极材料是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极，旨在解决现有技术中电极材料的制备过程耗时长、耗能大、还原不彻底、设备要求高、不适合大规模工业化生产、电化学性能较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，包括以下步骤：
将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液；
向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液；
将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料。
优选地，所述预设质量比为1：(0～1)，所述溶剂为水溶液或乙醇溶液，所述预设浓度为1mg/ml～2mg/ml。
优选地，所述向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液的步骤，包括：
在磁力搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
优选地，所述向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液的步骤，包括：
在机械搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
优选地，所述将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料的步骤，包括：
将所述混合物溶液在0℃冷冻干燥36小时，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射还原1～60s，得到石墨烯纳米碳电极材料。
优选地，所述氧化石墨烯是通过改性hummers法制备获得；所述纳米碳材料包括活性炭、导电炭黑、碳纳米管、富勒烯、碳量子点、石墨烯量子点中的至少一种。
优选地，所述紫外线由紫外灯产生，所述紫外灯的功率为4-100W；所述微波的功率为500～1000W。
优选地，所述将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料的步骤之后，还包括：
将所述石墨烯纳米碳电极材料、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照(7-9)：(1-0.5)：(2-0.5)的质量比配置成浆料；
将所述浆料涂覆于涂炭铝箔上，并于80℃干燥10-20小时，得到电极。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种石墨烯纳米碳电极材料，根据上文所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法制备得到的石墨烯纳米碳电极材料。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种锂离子电容器电极，上文所述的石墨烯纳米碳电极材料作为所述锂离子电容器电极的正极和/或负极。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明中，将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液。在磁力搅拌的条件下向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，并用紫外线照射，获得混合物溶液，通过紫外线和双氧水体系为材料造孔，利用双氧水在溶剂中可以产生自由基去进攻氧化石墨烯纳米碳复合材料上的缺陷位点，进而在氧化石墨烯片层上生成的大量的微孔结构与片层间CNT构筑的层间离子通道去构筑三维的离子通道，而紫外线照射提供的能量可以促进自由基的快速产生，缩短造孔过程，效果明显且绿色环保；将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料。对于石墨烯纳米碳电极材料，纳米碳作为石墨烯片层间的导电连接体，构筑三维导电网络通道，同时，纳米碳作为石墨烯层间结构支撑物，防止石墨烯重新堆叠；纳米碳还作为氧化石墨烯微波还原引发剂引发还原反应。采用微波进行还原处理，还原程度高、耗时短、耗能极低，能够在较短的时间里快速还原得到高品质的还原氧化石墨烯纳米碳复合物，并且该方法简单便捷、设备简便、成本低廉、适用于大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明石墨烯纳米碳电极材料的制备方法的第一实施例的流程示意图；
图2为实施例2所得的石墨烯纳米碳电极材料的扫描照片；
图3是实施例2和对比实施例2的吸脱附曲线对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
参阅图1，图1为本发明石墨烯纳米碳电极材料的制备方法的第一实施例的流程示意图，提出本发明石墨烯纳米碳电极材料的制备方法的第一实施例。
第一实施例中，所述石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10，将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液。
应理解的是，所述预设质量比为1：(0～1)，所述溶剂为水溶液或乙醇溶液，所述预设浓度为1mg/ml～2mg/ml。比如，可将氧化石墨烯和纳米碳材料按质量比为1：(0～1)在200mL的水溶液或乙醇溶液中超声混合均匀。
步骤S20，向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液。
需要说明的是，所述搅拌条件包括磁力搅拌条件、机械搅拌条件或超声波混合器在200～600W功率下超声混合，还可以是其他搅拌方式，本实施例对此不加以限制。通常在磁力搅拌条件下，向混合均匀的分散液中加入1-20mL双氧水(H202)，所述H202浓度通常为10％～30％，优选的，加入1-20mL浓度30％的H202，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。还可以通过在机械搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。还可以向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，通过超声波混合器在200～600W功率下进行超声混合的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
步骤S30，将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料。
应理解的是，将处理获得的所述混合物溶液冷冻干燥，将冷冻干燥所得的固体物质放入微波炉中以不同的功率微波辐射还原1～60秒(s)，得到还原多孔氧化石墨烯纳米碳复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
在本实施例中，将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液。在磁力搅拌的条件下向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，并用紫外线照射，获得混合物溶液，通过紫外线和双氧水体系为材料造孔，利用双氧水在溶剂中可以产生自由基去进攻氧化石墨烯纳米碳复合材料上的缺陷位点，进而在氧化石墨烯片层上生成的大量的微孔结构与片层间CNT构筑的层间离子通道去构筑三维的离子通道，而紫外线照射提供的能量可以促进自由基的快速产生，缩短造孔过程，效果明显且绿色环保；将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料。对于石墨烯纳米碳电极材料，纳米碳作为石墨烯片层间的导电连接体，构筑三维导电网络通道，同时，纳米碳作为石墨烯层间结构支撑物，防止石墨烯重新堆叠；纳米碳还作为氧化石墨烯微波还原引发剂引发还原反应。采用微波进行还原处理，还原程度高、耗时短、耗能极低，能够在较短的时间里快速还原得到高品质的还原氧化石墨烯纳米碳复合物，并且该方法简单便捷、设备简便、成本低廉、适用于大规模工业化生产。
继续参阅图1，基于上述方法第一实施例，提出本发明石墨烯纳米碳电极材料的制备方法的第二实施例。
本实施例，所述步骤S20，包括：
在磁力搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
所述步骤S30，包括：
将所述混合物溶液在0℃冷冻干燥36小时，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射还原1～60s，得到石墨烯纳米碳电极材料。
进一步地，在本实施例中，所述氧化石墨烯是通过改性hummers法制备获得；所述纳米碳材料包括活性炭、导电炭黑、碳纳米管、富勒烯、碳量子点、石墨烯量子点中的至少一种。
应理解的是，所述氧化石墨烯是利用改性hummers法制备，具体的制备方法为通过用酸和氧化剂在温和的条件下对石墨粉进行插层处理，用稀盐酸洗去其中的金属及无机离子，过滤干燥，高温处理得到所述氧化石墨烯。所述酸选自浓硫酸、浓硝酸、磷酸、高氯酸中一种或几种的混合物。比如，将石墨粉与酸混合，在冰浴中缓慢加入氧化剂，混合均匀后在冰浴中反应2～48小时，升温到35℃，继续氧化36～120小时后，用水稀释，加入过氧化氢，得到含有氧化石墨的混合水溶液；B、将所述含有氧化石墨的混合水溶液真空过滤，用体积浓度为10％的稀盐酸清洗，再用体积浓度为0.5～1％的稀盐酸将残留的金属离子及无机离子清洗干净，过滤、干燥，得滤饼；C、将所述滤饼粉碎，高温处理15～30秒，即得所述氧化石墨烯。
进一步地，所述紫外线由紫外灯产生，所述紫外灯的功率为4-100W；所述微波的功率为500～1000W。
作为优选，所述纳米碳材料为碳纳米管(Carbon Nanotubes，简写CNT)。
作为优选，所述紫外线照射时间为2小时，所述紫外灯的功率为8W。
作为优选，所述微波的微波时间为20s。
作为优选，所述微波的功率为700W。
在所述步骤S30之后，还包括：
将所述石墨烯纳米碳电极材料、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照(7-9)：(1-0.5)：(2-0.5)的质量比配置成浆料；
将所述浆料涂覆于涂炭铝箔上，并于80℃干燥10-20小时，得到电极。
在具体实现中，将得到的所述石墨烯纳米碳电极材料与导电炭黑和聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride)，简写PVDF)按照(7-9)：(1-0.5)：(2-0.5)(比如，8：1：1)的质量比配置成浆料涂覆于涂炭铝箔上，并于80℃干燥10-20小时(比如，12小时)，得到电极。制备所得的电极可作为锂离子电容器正极或负极，还可同时用于锂离子电容器正极和负极。
在本实施例中，对于石墨烯纳米碳电极材料，纳米碳作为石墨烯片层间的导电连接体与石墨烯片层上的孔结构一起构筑三维导电网络通道；同时，纳米碳作为石墨烯层间结构支撑物，防止石墨烯重新堆叠，而且纳米碳还作为氧化石墨烯微波辐射还原引发剂引发还原反应；采用H202和紫外线体系在氧化石墨烯/纳米碳复合材料上制造微孔结构，是利用H202在水溶液或乙醇溶液中可以产生自由基去进攻氧化石墨烯/纳米碳复合材料上的缺陷位点，进而生成大量的微孔结构的原理去构筑穿越石墨烯平面的离子通道，而紫外线照射提供的能量可以促进产生自由基快速的产生，缩短造孔过程；而采用微波还原的方法还原氧化石墨烯/纳米碳复合物，具有高效、便捷、节能、绿色环保、可大规模工业化生产的特点，能够在较短的时间里快速还原得到高品质的还原氧化石墨烯纳米碳复合物，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
以下结合具体实施例和附图对本发明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：
将200mg氧化石墨烯和12.5mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入3mL30％H2O2，在8W的紫外线照射下磁力搅拌2小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
实施例2：
将200mg氧化石墨烯和12.5mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入5mL 30％H2O2，在8W紫外线照射下磁力搅拌2小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
如图2所示，图2是实施例2所得的石墨烯纳米碳电极材料的扫描照片。
实施例3：
将200mg氧化石墨烯和12.5mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入7mL 30％H2O2，在8W紫外线照射下磁力搅拌2小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
实施例4：
将200mg氧化石墨烯溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入1mL 10％H2O2，在4W的紫外线照射下磁力搅拌0.5小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以500W的功率，微波1s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
实施例5：
将200mg氧化石墨烯和200mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入20mL 30％H2O2，在100W的紫外线照射下磁力搅拌10小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以1000W的功率，微波60s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
对比实例1：
将200mg氧化石墨烯溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入5mL 30％H2O2，在8W紫外线照射下磁力搅拌2小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
对比实例2：
将200mg氧化石墨烯和12.5mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。如图3所示，图3是实施例2和对比实施例2的吸脱附曲线对比图，横坐标为相对压力(Relative Pressure)，纵坐标吸附量(Quantity Adsorbed)，可知，实施例2中通过紫外线和双氧水体系为材料造孔，效果更好，能够增大所述石墨烯纳米碳电极材料的比表面积，吸附量更优。
对比实例3：
将200mg氧化石墨烯和200mgCNT溶于200mL水溶液或乙醇溶液中，以600W的功率超声30分钟混合均匀。向所得的混合均匀的分散溶液中加入5mL 30％H2O2，在8W紫外线照射下磁力搅拌2小时。将所得溶液冷冻干燥，得到多孔氧化石墨烯和CNT的混合固体，放入微波炉，以700W的功率，微波20s得到最终产物还原多孔氧化石墨烯/CNT复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料。
表1各实施例所得的石墨烯纳米碳电极材料性能表
Figure BDA0002665184350000111
从上述各个实施例和对比例可以看出，不同的双氧水的用量对于最终的到的电极材料作为正负极的容量有着较大的影响，其中5ml的双氧水用量是最合适的。而且研究发现双氧水-紫外照射出孔处理对于最终正负极的容量也是有着明显的提升。单独的氧化石墨烯作为原材料做双氧水-紫外照射出孔处理后得到的效果并不理想，表明了CNT在这个材料中起着非常重要的作用，但是其用量也是极为重要的参数，过多或者过少的CNT含量多会导致最终容量的下降。相比于现有的技术，此技术方法简便，几乎无污染，效率高适合大规模生产，且得到的性能远高于大多数报道的技术。可同时作为正负极的特性可以大大的减少制备材料过程中的复杂工艺，且能提升正负极材料之间的匹配性，更容易达到功率密度和能量密度的同时提升。
本发明还提出了一种石墨烯纳米碳电极材料，根据上文所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法制备得到的石墨烯纳米碳电极材料。由于该石墨烯纳米碳电极材料采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种锂离子电容器电极，上文所述的石墨烯纳米碳电极材料作为所述锂离子电容器电极的正极和/或负极。
需要说明的是，制备所得的石墨烯纳米碳电极材料可用于锂离子电容器正极或负极，还可同时用于锂离子电容器正极和负极。用于锂离子电容器正极时，在0.1A g-1的电流密度下可以达到112mAh g-1的容量；5A g-1的电流下，超过10000圈循环容量保持为初始容量的～96％。用于负极时，在0.1A g-1的电流密度下可达到1250mAh g-1的容量；2A g-1的电流下，循环超过1000圈容量保持在95％以上，正、负极组装成全电池能达到～230Wh kg-1的高质量比能量密度。
在本实施例中，还原多孔氧化石墨烯纳米碳复合电极材料，即所述石墨烯纳米碳电极材料运用于锂离子电容器正极、负极时，都表现出优异的容量特性、循环性能和超高的倍率性能。正极、负极组装成全电池能达到230Wh kg-1的高质量比能量密度。
由于该锂离子电容器电极采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例和实施例。

Claims (9)

1.一种石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化石墨烯和纳米碳材料按预设质量比在溶剂中进行超声混合，获得预设浓度的、混合均匀的分散液；其中，所述预设质量比为1：(0～1)，所述溶剂为水溶液或乙醇溶液，所述预设浓度为1mg/ml～2mg/ml；
向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液；
将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料。
2.如权利要求1所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液的步骤，包括：
在磁力搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
3.如权利要求1所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述向所述混合均匀的分散液中加入双氧水，在搅拌条件下用紫外线照射，获得混合物溶液的步骤，包括：
在机械搅拌条件下向所述混合均匀的分散液中加入1-20mL、浓度10％～30％的双氧水，在搅拌的同时，用紫外线照射0.5～10小时，获得混合物溶液。
4.如权利要求1所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料的步骤，包括：
将所述混合物溶液在0℃冷冻干燥36小时，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射还原1～60s，得到石墨烯纳米碳电极材料。
5.如权利要求1所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯是通过改性hummers法制备获得；所述纳米碳材料包括活性炭、导电炭黑、碳纳米管、富勒烯、碳量子点、石墨烯量子点中的至少一种。
6.如权利要求1所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述紫外线由紫外灯产生，所述紫外灯的功率为4-100W；所述微波的功率为500～1000W。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物溶液进行冷冻干燥，并将冷冻干燥所得的固体物质以不同功率的微波辐射进行还原处理，得到石墨烯纳米碳电极材料的步骤之后，还包括：
将所述石墨烯纳米碳电极材料、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照(7-9)：(1-0.5)：(2-0.5)的质量比配置成浆料；
将所述浆料涂覆于涂炭铝箔上，并于80℃干燥10-20小时，得到电极。
8.一种石墨烯纳米碳电极材料，其特征在于，根据权利要求1～7中任意一项所述的石墨烯纳米碳电极材料的制备方法制备得到的石墨烯纳米碳电极材料。
9.一种锂离子电容器电极，其特征在于，权利要求8所述的石墨烯纳米碳电极材料作为锂离子电容器的正极和/或负极。
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