[发明专利]泡沫镍自反应制备二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片的方法及其超级电容器应用

权利要求书

1.泡沫镍自反应制备二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片的方法，其特征在于，常温下将泡沫镍在高锰酸钾溶液中浸泡一定时间，所述的高锰酸钾溶液浓度为0.005-0.2mol·L^-1，利用泡沫镍与溶液中的高锰酸钾发生的氧化还原反应，所述的反应时间为12-48h，所述的反应温度为20-30℃，即可在泡沫镍上生成一层二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片，所述二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片厚度为2-7nm，纳米片组成的多孔结构尺寸小于50nm。

2.根据权利要求1所述的泡沫镍自反应制备二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片的方法，其特征在于，

(1)剪取一定尺寸的商用泡沫镍，分别在丙酮、去离子水中超声清洗15min后在0.1mol·L^-1的稀盐酸中浸泡5min，然后在去离子水中超声清洗至中性；

(2)配制一定浓度的高锰酸钾溶液，把洗干净的泡沫镍浸入配制的高锰酸钾溶液中，在20-30℃下浸泡一定时间，然后取出用去离子水清洗，最后在60℃下真空干燥12h即得；所述一定浓度的范围为0.005-0.2mol·L^-1，所述一定时间的范围为12-48h。

3.根据权利要求1所述的泡沫镍自反应制备二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片的方法，其特征在于，所述浸泡时间为12、24、36或48h。

4.一种二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片，其特征在于，通过权利要求1—3任一权利要求所述的泡沫镍自反应制备二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片的方法制备得到。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片，其特征在于，所述二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片厚度为2-7nm，纳米片组成的多孔结构尺寸小于50nm。

6.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器应用权利要求4或5的一种二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片用作超级电容器电极材料。

7.根据权利要求6所述一种超级电容器，其特征在于，

所述超级电容器为液态对称超级电容器，组装液态对称超级电容器的步骤包括：

(1)分别配制浓度为1mol·L^-1的硫酸钠溶液，1mol·L^-1的氢氧化钾溶液和1mol·L^-1氢氧化钾与0.5mol·L^-1硫酸钠的混合溶液，

(2)使用玻璃纤维滤纸作为超级电容器隔膜，剪取两块相同大小的电极材料，将电极材料和隔膜在电解液中浸泡5min，

(3)将隔膜夹于两块电极材料中间即可组成液态超级电容器；

或者所述超级电容器为固态对称超级电容器，组装固态对称超级电容器的步骤包括：

(1)配制PVA/KOH固态电解质，将3.4g KOH和6g PVA加入60mL去离子水中，在85℃温度下搅拌1h，

(2)使用玻璃纤维滤纸作为超级电容器隔膜，剪取两块相同大小的电极材料，将电极材料和隔膜在电解液中浸泡5min，

(3)将浸泡后的电极材料和隔膜取出，将隔膜夹于两块电极材料中间，然后静置12h使其自然干燥即可得到固态超级电容器；

或者所述超级电容器为固态非对称超级电容器，组装固态非对称超级电容器包括：

(1)制备活性炭负极材料，将活性炭，乙炔黑和聚四氟乙烯按照8:1:1的比例混合调浆，在泡沫镍表面涂膜，干燥后称其质量，

(2)配制PVA/KOH固态电解质，将17g KOH和30g PVA加入300mL去离子水中，在85℃温度下搅拌1h，

(3)使用玻璃纤维滤纸作为超级电容器隔膜，利用权利要求4或5的一种二氧化锰/氢氧化镍复合纳米片为正极材料，分别剪取一块正极材料和一块前述步骤(1)制得的活性炭负极材料，将正负电极材料和隔膜在电解液中浸泡5min，

(4)将浸泡后的电极材料和隔膜取出，将隔膜夹于正负电极材料中间，然后静置12h使其自然干燥即可得到固态超级电容器。