[发明专利]一种超级电容器电极材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电容器电极材料制备领域。

背景技术

电化学电容器又称为超级电容器，是一类介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，具有高比功率、优良的可逆性和循环使用寿命长等优点。它通常被用来满足电动汽车在加速、启动、爬坡时的瞬时高功率要求，以保护蓄电池系统，也可作为燃料电池的启动动力，以及移动通讯和计算机的电力支持等。

目前在电化学电容器的研究中，许多工作都是围绕开发具有较高比容量的电活性材料展开的。活性炭等材料性能稳定，价格便宜，但电极内阻较大，不适合在大电流下工作；Ru和Ir的氧化物用作超级电容器电极材料，比电容量很高，性能优越，但价格昂贵实际应用受到了限制。因此寻找价格低廉、资源丰富、性能好的电极材料成为电化学电容器研究的焦点。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环电容衰减小，高比电容量的超级电容器电极材料制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种超级电容器电极材料制备方法，按Co：Al = 2：1（摩尔比）准确称取Co(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·7H₂O溶于去离子蒸馏水中，配制浓度分别为0.2mol/L和0.1mol/L的混合溶液，将该混合液缓慢地滴入到2mol/LNaOH和2mol/LNa₂CO₃相混合的碱液中（金属量与碱量的摩尔比为1：1），温度控制在40℃，共沉淀1h后，在恒温70℃强烈搅拌48h，经离心分离，用去离子蒸馏水洗去硝酸盐等可溶物，70℃空气中干燥8h，得到粉红色粉末，即为制备的电极材料。

本发明具有如下有益效果：

采用该方法制备的电极材料，其单电极比容量达到400F/g，500次循环后电容衰减很小。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

具体实施例：本发明所述制备过程为，按Co：Al = 2：1（摩尔比）准确称取Co(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·7H₂O溶于去离子蒸馏水中，配制浓度分别为0.2mol/L和0.1mol/L的混合溶液，将该混合液缓慢地滴入到2mol/LNaOH和2mol/LNa₂CO₃相混合的碱液中（金属量与碱量的摩尔比为1：1），温度控制在40℃，共沉淀1h后，在恒温70℃强烈搅拌48h，经离心分离，用去离子蒸馏水洗去硝酸盐等可溶物，70℃空气中干燥8h，得到粉红色粉末，为CoAl双氢氧化物〔Co_0.67Al_0.33(CO₃)_0.165(OH)₂·nH₂O〕，即为制备的电极材料。

将样品与乙炔黑、粘结剂以质量比为70：25：5相混合，和成糊状，均匀地涂到镍网上，常温干燥后压成面积为lcm2的电极片为研究电极，Hg／HgO作参比电极，相同面积的铂电极作辅助电极，6mol/LKOH溶液为电解液形成三电极体系。在电位范围-0.l5～0.6V(vs.Hg/HgO)内对研究电极在CHI660电化学工作站作循环伏安测试，扫速为0.5mV/s，研究电极循环伏安性能及交流阻抗, 发现第500周期循环伏安曲线与起始周曲线几乎重合，电容衰减很小，表明了该物质作为超级电容器材料具有很高的稳定性能，体系电阻也不超过200mΩ。

在电池测试仪上用恒流充放技术检测不同电流下电极的放电性能和电容性能，放电制度为：放电范围-0.l5～0.6V(vs.Hg/HgO)，电流分别为l0mA，20mA和40mA，得出单电极比容量达400F/g.

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。