[发明专利]磷酸银作为超电容材料的应用及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型超电容材料，具体为磷酸银作为超电容材料的应用及其制备方法，属超电容器技术领域。

背景技术：

最近出现了一种可以储存大量能量的超电容器，在移动通信，汽车，火车等领域得到运用。超电容器是一种介于传统电容器和蓄电池的一种新型储能元件，具有能量密度大和功率密度大的特点。同时超电容器具有充电时间短和使用时间长的特点。超电容的工作原理主要分为两类，其一双电层电容，比如：多孔碳。其二法拉第准电容，比如：二氧化钌，四氧化三钴，二氧化锰。

经过研究发现二氧化钌的比容量可以达到720F/g,是一种理想的超电容器，但是二氧化钌资源短缺，价格昂贵，不可能实现工业化生产。多孔碳是一种由石墨微晶，单一的网平面状碳和无序碳三部分构成的微晶质碳，具有较高的比表面积，也是一种不错的超电容材料，但是它的比电容量通常只有120F/g。

发明内容：

本发明提供磷酸银用作超电容材料，磷酸银作为超电容材料具有较高的电容量和良好的可逆性，磷酸银较好的电化学性质使它有可能应用到实际生产中。

本发明的另一目的是提供该超电容磷酸银的制备方法，该制备方法工艺简单，经一步法固固反应就能制得比电容量较大的磷酸银，该方法简单环保。

本发明的具体技术方案如下:

磷酸银作为超电容材料的应用。

磷酸银作为超电容材料的应用的具体应用方法为：按摩尔比1:1取硝酸银和磷酸氢二钠混合，用玻璃棒搅拌5-10min后倒入离心分离，沉淀用蒸馏水洗涤1-3次，室温干燥即得磷酸银备用；制备成电极即可。

一种超电容材料的制备方法，其具体步骤如下：按摩尔比1:1将磷酸氢二钠和硝酸银混合，棒搅拌5-10min，产物离心分离，沉淀用蒸馏水洗涤1-3次，室温烘干，即得超电容磷酸银材料。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

现在研究的超电容材料主要是碳，过度金属氧化物。很少研究磷酸盐做为超电容材料。经过发明人的研究发现磷酸盐具有不错的电容量和循环寿命，可以用作超电容材料。

本发明研究发现磷酸银是一种不错的超电容材料。经过简单的一步固反应得到的磷酸银就有不错的比容量。可逆性也比较好，相对于二氧化钌又便宜了很多，因此磷酸银有望成为一种新型的超电容材料。比电容量与比表面积有关系比表面积，比表面积越高，比容量越高，所以合成有较高比表面积的磷酸银。

超电容材料对于生产领域有着重大作用，但是目前还没有研究出最理想的超电容材料，二氧化钌的比电容量大，但是价格昂贵，不可能大规模的生产。多孔碳，价格虽然便宜，但是比点电容太小了。

本发明主要介绍了的磷酸银是一种新型超电容材料，探究其电化学性质，主要使用了循环伏安法，恒流充放电法，交流阻抗法。

本发明的制备的磷酸银，只要一步简单的固固反应就能制得比电容量较大的磷酸银，方法简单，环保。比价格昂贵的二氧化钌更加可能实现工业化生产。磷酸银可逆性又非常的好，作为储能元件有很长的寿命。经过磷酸银的电化学的研究，它可以成为用途广泛的超电容材料。

附图说明：

图1是新型超电容材料Ag₃PO₄的循环伏安图，是在1mol/L的KNO3溶液中，电势窗为0.3-0.8V条件下测试的。图的形状类似于矩形，说明Ag₃PO₄是一种理想的双电层电容器。更具图形的面积，可以计算它的电容量是157 F/g。

图2是对Ag₃PO₄的充放电的寿命进行了测试。它是在1mol/L的KNO3溶液中，电势窗为0.3-0.8V条件下测试的。更具测试结果发现，经过50次的充放电，仍然能保持99﹪的电容量。这个说明Ag₃PO₄具有很好的循环寿命。

图3是对超电容材料Ag₃PO₄的交流阻抗测试。是在频率为0.1-100000Hz的条件下测试的。圆弧代表的是阻抗，说明Ag₃PO₄有较小的阻抗。直线代表的是扩散电阻，它接近垂直于实部，说明Ag₃PO₄有良好的电容性质，能在较短的时间内形成双电层电容。

 

具体的实施方式：

实施例一：