[发明专利]一种含有多孔氢氧化镍的超级电容器电极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种超级电容器电极材料的制备方法，具体地说是一种含有泡沫镍载Ni(OH)₂多孔纳米片阵列电极材料的超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器是利用电极/溶液表面的电化学过程储存电荷的一种储能元件，也叫电化学电容器。它具有可快速充放电，且寿命长、工作温限宽、电压记忆性好、免维护的优点，是一种新型、高效、实用的能量储存装置。

电极材料是决定超级电容器性能的关键因素之一，所以电极材料的研究也成为超级电容器研究的热点。对电极材料的研究主要集中在高比容量、高能量密度、高功率密度、低等效串联电阻以及性价比高的活性材料上。其中Ni(OH)2是一种重要的过渡金属氧化物电极材料。

Ni(OH)₂的制备方法很多，如微乳液法、沸腾回流法、电化学法和模板法等。这些方法制备的Ni(OH)₂，主要包括α-Ni(OH)₂和β-Ni(OH)₂两种，形貌主要是微球型。这些Ni(OH)₂的导电率低，而且在大电流放电时很容易出现浓差极化，严重地影响了超级电容器的性能。具体可参见文献Jichun Huang,Panpan Xu,Dianxue Cao,Xiaobin Zhou,Sainan Yang,Yiju Li,Guiling Wang.Asymmetric supercapacitors based onβ-Ni(OH)₂ nanosheets and activated carbon with high energy density.Journal of Power Sources,2014,246:371-376以及Xiaobin Zhou,Dianxue Cao,Jichun Huang,Ke Ye,Sainan Yang,Tong Liu,Xinwei Liu,Jinling Yin,Guiling Wang.Capacitance performance of nanostructuredβ-Ni(OH)₂ with different morphologies grown on nickel foam.Journal of Electroanalytical Chemistry,2014,720-721:115-120。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服了Ni(OH)₂导电性差、电解液扩散慢等缺点，所得到的超级电容器电极材料在大电流放电时也不容易出现浓差极化的含有多孔氢氧化镍的超级电容器电极材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

将泡沫镍首先用丙酮除去表面油渍，蒸馏水洗净后浸泡在6M的HCl中，最后用蒸馏水洗净，80℃真空干燥；

将0.15～0.20mmol的硝酸锌、0.15～0.20mmol的六次甲基四胺与0.15～0.20mmol Ni(NO₃)₂溶解在50mL蒸馏水中，逐滴滴加氨水生成絮状沉淀，继续滴加氨水至絮状沉淀溶解完全，转移至100mL反应釜中，加入预先处理好的泡沫镍，80-90℃，反应24小时后，使泡沫镍表面覆盖一层浅绿色物质，取出后用蒸馏水洗净干燥，即制成泡沫镍载ZnO/Ni(OH)₂复合物纳米片阵列；

沫镍载ZnO/Ni(OH)₂复合物纳米片阵列浸泡在6M氢氧化钾中，2-3天后取出，用蒸馏水清洗后干燥，制得含有多孔氢氧化镍的超级电容器电极材料。

本发明制备了一种含有泡沫镍载Ni(OH)₂多孔纳米片阵列电极材料的超级电容器电极材料，克服了Ni(OH)₂导电性差，电解液扩散慢等缺点，解决了超级电容器电极材料在大电流放电时很容易出现浓差极化等问题。