[发明专利]一种超级电容器用整体式复合电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器用电极及其制备方法，更具体地说，尤其涉及一种超级电容器用整体式复合电极及其制备方法，属于电容器技术领域。

背景技术

超级电容器作为一种新型储能元件，相比传统物理电容器和电池，具有功率更高、充放电更快速、寿命更长和维护成本更低等优点，其中优良的电极材料是其核心。当前钼酸镍NiMoO₄作为一种新型的超级电容器电极材料，由于其高电化学活性、低成本和对环境友好的特点，受到越来越多的关注。

由于金属氧化物其自身较差的导电性和电解质在电极上较短的扩散距离(～20nm)，导致测出的电容偏低。将电活性物质直接生长在导电基体上，制备成整体式电极，这种电极结构有效避免了传统电极制备过程中浆料混合、涂覆所产生的死体积，进而有利于电荷和质量的有效传递；将电极物质设计成核壳结构，大大降低了电子转移阻抗，提高了活性物质的利用率，从而进一步提高电极电容性能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种超级电容器用整体式复合电极及其制备方法，该方法是在碳布上合成Co₃O₄NiMoO₄制得核壳式复合结构整体式电极，合成的电极材料可直接用于超级电容器。

本发明提供的Co₃O₄NiMoO₄核壳式复合结构电极是采用水热法，以碳布作为导电基体，醋酸镍和钼酸铵作为合成钼酸镍的前体物，尿素作为合成钼酸镍的促进剂和形貌调变剂制备而成。

本发明的具体制备步骤如下：

(1)取大小合适的碳布分别置于稀盐酸、去离子水中，经超声清洗后风干备用；

(2)反应釜中加入15mL去离子水，分别称量1～1.5mmolCo(No₃)₂·6H₂O、4～6mmolNH₄F、5～7.5mmol尿素，在搅拌状态下加入去离子水中直至形成透明的粉红色溶液，将备好的碳布垂直插入并浸没在溶液中，密封反应釜，将反应釜升温至100～120℃反应9～12h，冷却至室温后将碳布从反应釜中取出分别置于水、乙醇中超声清洗数次，干燥，然后在空气氛围下，300～350℃焙烧2h，在碳布表面生长得到Co₃O₄纳米线阵列；

(3)取去离子水10mL加入另一反应釜中，搅拌状态下分别加入醋酸镍0.15～0.30g、钼酸铵0.10～0.25g和尿素0.15～0.30g，待反应液变澄清后，将上述处理过的碳布垂直插入并浸没在反应液中，密封反应釜，将反应釜升温至140～180℃反应10～24h，冷却至室温后将碳布从反应釜中取出分别置于水、乙醇中超声清洗数次，干燥，最后在空气氛围下，400～450℃焙烧2h，在Co₃O₄纳米线阵列表面附着生长NiMoO₄纳米片，经此处理得到的碳布即为Co₃O₄NiMoO₄核壳式复合结构电极。

采用本发明制备方法制得的Co₃O₄NiMoO₄核壳式复合结构电极可直接用作超级电容器的电极。