[发明专利]一种水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法

说明书

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体地说，涉及一种水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型储能装置，具有比传统电容器高得多的能量密度和比电池大得多的功率密度，集高能量密度、高功率密度和长使用寿命成为研究热点。目前，超级电容器已被广泛应用于移动通讯、工业领域、消费电子、电动汽车和国防科技等方面。超级电容器由电极材料、电解质、隔膜和集流体等四部分组成，其性能主要受电极材料和所用电解质体系的影响，因此寻找更为理想的电极体系和电极材料成为提高超级电容器性能的重要途径。寻找电阻低、能量密度高、环境友好并且具有较好可逆性和循环稳定性的电极材料一直是人们研究的重点。超级电容器发展面临的一个巨大挑战，即同时实现大的能量容量和快的充/放电速率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法，克服了现有超级电容器电极材料电化学性能不理想的问题，获得了三维多孔结构，有利于电解液充分润湿、渗透，提高电化学性能。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法，包括以下步骤：分别称取金属镍盐和/或金属钴盐、尿素，并与去离子水混合后搅拌使固体溶解，得混合液；将所述混合液倒入高压反应釜中，密封后在80℃～110℃反应10～16h，得到反应产物；将所述反应产物分离、洗涤、干燥后即得到所述碱式碳酸镍钴。

进一步地，所述金属镍盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O或NiSO₄·6H₂O，所述金属钴盐为Co(NO₃)₂·6H₂O或CoSO₄·7H₂O。

进一步地，当采用金属镍盐或金属钴盐时，其浓度为0.05～0.5mol/L；当采用金属镍盐和金属钴盐时，其总浓度为0.05～0.5mol/L，其中，镍与钴的摩尔比为3：7～7：3。

进一步地，所述尿素的用量为金属镍盐和/或金属钴盐总物质的量的2～3倍。

进一步地，所述干燥为真空干燥，温度为80℃～100℃、时间12～15h。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

(1)本发明提供的水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法，通过对原料配比及反应条件的控制，获得三维多孔结构形貌，有利于电解液充分润湿、渗透，充分利用活性物质的表面积，提高了电化学性能。

(2)通过钴掺杂可以改善碱式碳酸镍的导电性，改善碱式碳酸镍的容量速率特性。

(3)将本发明实施例得到的碱式碳酸镍钴制备的电极材料循环充放电1000次后稳定性良好。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例1制备的产物的扫描电镜图；

图2为本发明实施例2制备的产物的扫描电镜图；

图3为本发明实施例3制备的产物的扫描电镜图；

图4为本发明实施例4制备的产物的扫描电镜图；

图5为本发明实施例5制备的产物的扫描电镜图；

图6为本发明实施例1、2、4制备的产物在电流密度为1A/g时的充放电曲线图。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供一种水热法制备超级电容器电极材料碱式碳酸镍钴的方法，包括以下步骤：

步骤1：分别称取金属镍盐和/或金属钴盐、尿素，并与去离子水混合后搅拌使固体溶解，得混合液；