本發(fā)明涉及一種電極，具體涉及一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)的電極及其制備方法與應(yīng)用，屬于電化學(xué)儲能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會的快速發(fā)展，人們對電能的需求越來越大。目前常見的電能存儲器件主要為蓄電池和電容器，而超級電容器是一種同時具有這兩種器件優(yōu)點的新型儲電器件，其同時具有高的能量密度與功率密度，從而具有充放電速度快、循環(huán)壽命長和環(huán)境友好等優(yōu)點。柔性、輕便、高能量密度的超級電容器具有便攜實用的特點，現(xiàn)已成為超級電容器的主要研究方向之一。超級電容器的電極是整體器件的關(guān)鍵元件，電極一般由導(dǎo)電襯底和活性材料構(gòu)成，電極的導(dǎo)電襯底一般由鋁片、銅片等金屬片構(gòu)成，占整體器件的很大重量。為減小器件重量，提高器件便攜性，可去除導(dǎo)電襯底，直接由活性層導(dǎo)電，即自支撐結(jié)構(gòu)電極。

目前，自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備中，一般會添加聚合物或其他粘合劑，工藝較為復(fù)雜；并且，一般會進(jìn)行高溫高壓操作，成本較高；且制得的電極應(yīng)用于超級電容器時，性能有待提高。石墨烯具有比表面積大、質(zhì)量輕、高導(dǎo)電性、高機械強度等優(yōu)點，可應(yīng)用于超級電容器的柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極。

中國專利“一種柔性自支撐紙狀石墨烯膜及其復(fù)合膜的制備方法”(申請?zhí)枺?01310185640.x)公開了一種柔性自支撐紙狀石墨烯膜及其復(fù)合膜的制備方法：按照改進(jìn)的hummers法，以石墨為原料，制備濃度為0.5～12.0mg/ml的氧化石墨烯(go)水溶液；將go水溶液或go和功能化處理的碳納米管混合水溶液注入0.2～11.0mg/ml的羥胺乙醇溶液或鹽酸羥胺乙醇溶液的底部，靜置凝固；低溫加熱，蒸發(fā)乙醇溶劑，得到氮摻雜的柔性自支撐紙狀石墨烯膜及其復(fù)合膜。這種方法盡管簡單，但性能不高。

nguyenvanchuc(journalofmaterialsscience&technology31(2015)479–483)等人提出采用化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯-碳納米管雜化薄膜，這種方法成本較高，工藝復(fù)雜；liwei等人(journalofsolidstatechemistry224(2015)45–51)提出了一種在高溫環(huán)境下制備石墨烯紙的方法，其工藝復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)的電極及其制備方法與應(yīng)用，制得的電極內(nèi)阻低、面積比電容高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)的電極，該電極具有三明治結(jié)構(gòu)，包括第一rgo薄膜層、納米碳層和第二rgo薄膜層，所述納米碳層設(shè)置在第一、第二rgo薄膜層之間，所述rgo薄膜層即還原氧化石墨烯薄膜層。

另外，本發(fā)明還提供了一種上述具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)清洗金屬基底；

2)對清洗后金屬基底作親水處理，平放在燒杯底部，向燒杯內(nèi)加入go水溶液，加熱蒸發(fā)，至金屬基底表面沉積一層go薄膜；

3)再向燒杯中加入go的還原溶液，使溶液蒸發(fā)，在基底上制得一層rgo薄膜；

4)對金屬基底作親水處理，同時配制過渡金屬鹽、表面活性劑和銅鹽的混合溶液，且將該溶液旋涂于金屬基底上，將金屬基底置于酒精燈火焰中，燃燒2-10min，制備納米碳層；

5)重復(fù)步驟2)-3)的操作，在納米碳層上再制作一層rgo薄膜；

6)待金屬基底自然干燥后，將制得的薄膜從基底上剝落，即得電極。

作為改進(jìn)，所述步驟1)中采用的金屬基底為鈦金屬片。

作為改進(jìn)，所述步驟2)中的親水處理是對金屬基底進(jìn)行臭氧表面化學(xué)改性處理，處理時間為20-40min。

作為改進(jìn)，所述步驟2)、3)中的蒸發(fā)溫度為60-80℃。

作為改進(jìn)，所述步驟3)中采用的還原溶液為抗壞血酸(vc)水溶液，其中vc的濃度為8.00mg·ml^-1-16.00mg·ml^-1。

作為改進(jìn)，所述步驟4)中的過渡金屬鹽為六水合硫酸鎳、六水合三氯化鐵中的一種或其混合；

所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉(k12)、十二烷基苯磺酸鈉(sds)中的一種或其混合；

所述銅鹽為五水合硫酸銅、三水合硝酸銅中的一種或其混合。

作為改進(jìn)，所述步驟4)中采用的過渡金屬鹽、銅鹽、表面活性劑的摩爾比為1:(0.4-0.8):(0.00008-0.0016)。

作為改進(jìn)，所述步驟2)中采用的go水溶液的濃度為0.05mg·ml^-1-0.20mg·ml^-1。

本發(fā)明的具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)的電極可作為超級電容器電極應(yīng)用。應(yīng)用于超級電容器時，面積比電容最大為1.06f·cm^-2。

本發(fā)明的電極制備原理：

制得的電極具有三明治結(jié)構(gòu)，其由下層的rgo薄膜、中間的納米碳薄膜、上層的rgo薄膜共同構(gòu)成。制備下層rgo薄膜時，首先將金屬基底沉浸于go溶液中，通過溶液的蒸發(fā)，使go在基底上堆疊成薄膜；接著，加入vc溶液，還原go薄膜為rgo薄膜，作為導(dǎo)電襯底；制備中間的納米碳薄膜時，先將過渡金屬鹽、銅鹽、表面活性劑配置成前驅(qū)溶液，將基底進(jìn)行臭氧表面化學(xué)改性處理，接著在基底上旋涂此前驅(qū)溶液，使得前驅(qū)溶液能夠在基底表面形成均勻的溶液膜，然后將基底在火焰中燃燒，從而得到一層納米碳薄膜。由實驗結(jié)果分析可得，鎳鹽為納米碳的催化劑，在火焰中會生成納米碳；銅鹽會使納米碳具有螺旋結(jié)構(gòu)；表面活性劑會使納米碳結(jié)構(gòu)更加多孔。這種結(jié)構(gòu)能夠有效增加活性儲能物質(zhì)的表面積，保證電荷與離子的有效傳輸；上層的rgo薄膜制備方法與下層的相同，用于增強電極整體的機械性能。在電極中，三層結(jié)構(gòu)互相配合，整體形成自支撐結(jié)構(gòu)，這種電極不僅用作導(dǎo)電襯底，而且用作電荷存儲。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明通過燃燒法制備納米碳層時，前驅(qū)溶液同時含有過渡金屬鹽、銅鹽與表面活性劑，這種前驅(qū)溶液配方還未見報道，此外，基于這種前驅(qū)溶液制得的納米碳具有螺旋結(jié)構(gòu)；

2)制得的電極應(yīng)用于超級電容器時，面積比電容最大為1.06f·cm^-2的，相比于現(xiàn)有報道，性能較高；

3)采用本發(fā)明方法制得的電極大小、厚度靈活可調(diào)，能夠被大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用；

4)本發(fā)明制得的電極具有自支撐的三維多孔結(jié)構(gòu)，高柔韌性、高導(dǎo)電性，應(yīng)用于超級電容器時，具有高面積比電容、長壽命和高穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1、第一rgo薄膜層，2、納米碳層，3、第二rgo薄膜層；

圖2為實施例一中旋涂第一前驅(qū)溶液的電極的掃描電子顯微鏡圖；

圖3為實施例一中旋涂第二前驅(qū)溶液的電極的掃描電子顯微鏡圖；

圖4為實施例一中兩個電極的恒流充放電曲線圖；

圖5為實施例一中兩個電極進(jìn)行恒流循環(huán)充放電1000次時，面積比電容的變化曲線圖；

具體實施方式

下述實施例是對于本發(fā)明內(nèi)容的進(jìn)一步說明以作為對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當(dāng)知曉任何基于本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍。

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)的電極，如圖1所示，該電極具有三明治結(jié)構(gòu)，包括第一rgo薄膜層1、納米碳層2和第二rgo薄膜層3，所述納米碳層2設(shè)置在第一、第二rgo薄膜層之間；

當(dāng)該電極用于超級電容器時，其面積比電容最大為1.06f·cm^-2。

實施例一

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧處理30分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml濃度為0.20mg·ml^-1的go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml濃度為8.00mg·ml^-1的vc水溶液，繼續(xù)在65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有1.50mniso4、12.00mmk12；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有1.50mniso4、12.00mmk12、1.20mcuso4；對兩片基底均臭氧處理30分鐘，對一片金屬基底旋涂第一前驅(qū)水溶液，另一片金屬基底旋涂第二前驅(qū)水溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒約5分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml濃度為0.05mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到65℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml濃度為16.00mg·ml^-1vc水溶液，65℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的硫酸鈉(na2so4)水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得知，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容為0.52f·cm^-2，其掃描電子顯微鏡圖如圖2所示；而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容為1.06f·cm^-2，其掃描電子顯微鏡圖如圖3所示；由此可知，后者比前者的面積比電容增加了103.14％。上述兩電極的恒流充放電曲線如圖4所示。對兩電極進(jìn)行1000次恒流循環(huán)充放電，其面積比電容的變化曲線如圖5所示，分析可知，旋涂第一前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容能保持初始值的72.92％，旋涂第二前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容能保持初始值的93.02％，后者比前者的面積比電容保持率增加了20.10％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容、電容的循環(huán)穩(wěn)定性。

實施例二

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧表面化學(xué)改性處理25分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml濃度為0.20mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于60℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml濃度為8.00mg·ml^-1vc水溶液，繼續(xù)在60℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有1.50mniso4、12.00mmk12；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有1.50mniso4、12.00mmk12、1.20mcu(no3)2；對兩片基底均臭氧處理30分鐘，對一片基底旋涂第一前驅(qū)水溶液，另一片旋涂第二前驅(qū)水溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒2分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的金屬基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml濃度為0.05mg·ml^-1的go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到65℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml濃度為16.00mg·ml^-1vc水溶液，65℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的na2so4水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得到，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容為0.52f·cm^-2，而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)水溶液的電極的面積比電容為0.79f·cm^-2，后者比前者的面積比電容增加了51.51％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容。

實施例三

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧處理40分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml濃度為0.20mg·ml^-1的go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于80℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml濃度為8.00mg·ml^-1的vc水溶液，繼續(xù)在80℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有2.00mniso4、16.00mmk12；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有2.00mniso4、16.00mmk12、1.00mcuso4；對兩片基底均臭氧處理30分鐘，對一片基底旋涂第一前驅(qū)溶液，另一片旋涂第二前驅(qū)溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒約10分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml濃度為0.05mg·ml^-1的go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到65℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml濃度為16.00mg·ml^-1vc水溶液，65℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的na2so4水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得到，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.42f·cm^-2，而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.68f·cm^-2，后者比前者的面積比電容增加了60.98％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容。

實施例四

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧處理20分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml濃度為0.20mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml8.00mg·ml^-1vc水溶液，繼續(xù)在65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有2.00mniso4、16.00mmsds；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有2.00mniso4、16.00mmsds、1.00mcuso4；對兩片基底均臭氧處理35分鐘，對一片基底旋涂第一前驅(qū)溶液，另一片旋涂第二前驅(qū)溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒約8分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml濃度為0.05mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到70℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml濃度為16.00mg·ml^-1vc水溶液，70℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的na2so4水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得到，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.47f·cm^-2，而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.76f·cm^-2，后者比前者的面積比電容增加了60.54％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容。

實施例五

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧處理30分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml0.20mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml濃度為8.00mg·ml^-1vc水溶液，繼續(xù)在65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有0.10mfecl3、1.00mniso4、5.00mmk12；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有0.10mfecl3、1.00mniso4、5.00mmk12、1.20mcuso4；對兩片基底均臭氧處理30分鐘，對一片基底旋涂第一前驅(qū)溶液，另一片旋涂第二前驅(qū)溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒約5分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml0.05mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到65℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml16.00mg·ml^-1vc水溶液，65℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的na2so4水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得到，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.13f·cm^-2，而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.44f·cm^-2，后者比前者的面積比電容增加了248.43％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容。

實施例六

一種具有柔性自支撐結(jié)構(gòu)電極的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純度鈦片為基底，用砂紙打磨鈦片基底以去除其表面油漬和雜質(zhì)，然后，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘，干燥處理；

2)取兩片厚度均為0.20mm、面積均為15mm×20mm的鈦片基底，臭氧處理30分鐘，然后將其平放在裝有3.00ml濃度為0.20mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯置于65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜；

3)向燒杯中加入2.00ml8.00mg·ml^-1vc水溶液，繼續(xù)在65℃水浴中，使溶液蒸發(fā)，從而在鈦片基底上制得一層rgo薄膜；

4)配制第一前驅(qū)水溶液，其含有0.10mfecl3、1.00mniso4、5.00mmsds；配制第二前驅(qū)水溶液，其含有0.10mfecl3、1.00mniso4、5.00mmsds、1.20mcuso4；對兩片基底均臭氧處理30分鐘，對一片基底旋涂第一前驅(qū)溶液，另一片旋涂第二前驅(qū)溶液，然后將基底置于酒精燈火焰中，燃燒約5分鐘，從而在rgo薄膜上生成一層納米碳薄膜；

5)對由4)處理過的基底臭氧處理30分鐘，將其平放在裝有3.00ml0.05mg·ml^-1go水溶液的燒杯底部，將燒杯轉(zhuǎn)移到65℃水浴環(huán)境中，使溶液蒸發(fā)，形成一層go薄膜，待自然干燥后，加入2.00ml16.00mg·ml^-1vc水溶液，65℃水浴處理10分鐘，從而在基底上生成一層rgo薄膜，干燥處理；

6)將薄膜從基底上剝落，從而制得柔性的自支撐結(jié)構(gòu)的電極。

將制成的電極、鉑片與甘汞電極分別作為工作電極、對電極與參比電極，以0.50m的na2so4水溶液為電解質(zhì)溶液，采用恒流充放電系統(tǒng)進(jìn)行電容測量。測試中，恒流充電電流和恒流放電電流皆為0.05ma，電壓窗口設(shè)為0～0.80v。

經(jīng)多次測試得到，經(jīng)旋涂第一前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.19f·cm^-2，而經(jīng)旋涂第二前驅(qū)溶液的電極的面積比電容為0.33f·cm^-2，后者比前者的面積比電容增加了80.68％。

由此說明，本發(fā)明中，前驅(qū)溶液中的銅鹽極大的提升了超級電容器電極的面積比電容。

本發(fā)明提出了一種具有獨特三明治結(jié)構(gòu)的柔性自支撐電極，其上下層均為rgo層，中間為納米碳層。在制備過程中，上下層采用簡單的溶液蒸發(fā)的方式制得，中間層采用燃燒法制得，制備方法簡單。中間層的制備方法獨特，采用過渡金屬鹽、銅鹽、表面活性劑為前驅(qū)物。此外，這種制備方法使得納米碳形成了獨特的螺旋狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不僅提高了電荷的存儲能力，而且增加了電極整體的循環(huán)穩(wěn)定性。采用這種方法制得的電極應(yīng)用于超級電容器時，其面積比電容最高為1.06f·cm^-2。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。