[发明专利]一种制备超级电容器的材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种制备超级电容器的材料，所述材料为掺Ni纳米CoO，其中所述Ni在所述材料中的质量百分比为3%~10%。本发明还提供了上述材料的制备方法，其包括下述步骤：S100：将镍盐、钴盐、聚乙烯吡咯烷酮以及溶剂加入高压釜并混合均匀；S200：将高压釜中的反应物在100~300℃下加热4~48 h；S300：加热完成后，待高压釜冷却后，分别加入无水乙醇和去离子水进行洗涤，进行离心分离后弃去上层清液；S400：对下部沉降物进行干燥即可得到所述制备超级电容器的材料。采用该材料制备的超级电容器的比电容效率高，导电性能好，稳定性高，并且价格相对比较低廉。

技术领域

本发明涉及化学制备领域，尤其涉及一种能够用于制备超级电容器的材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，能源危机引发了人类对未来的担忧，新能源作为一种绿色环保可持续的发展模式，引发了社会的共鸣，得到了大量的研究和开发。超级电容器作为一种新型的储能装置，比功率大、充放电速度快、循环寿命长、稳定性高，可以广泛应用在能源、电子、无线通信、航空航天等领域，是一种极有潜力的储电工具。电极活性材料作为超级电容器的最关键组成部分，其性能好坏直接决定着超级电容器的各项电化学性能指标。

目前的超级电容器活性物质主要分为碳材料、金属氧化物和导电聚合物。碳材料普遍拥有比较大的比表面积，导电性能也比较好，循环稳定性较高，但是由于是双电层电容器，比电容较低。金属氧化物和导电聚合物是基于法拉第赝电容的超级电容器电极材料。导电聚合物虽然比电容较高，但是其稳定性差循环寿命短，其应用也受到了较大限制。金属氧化物是一种优良的超级电容器活性材料，比电容较高。其中RuO₂比电容高，导电性好，稳定性高，得到了一定的商业化开发和应用。但是钌作为贵金属价格较高，而且有毒性，极大的限制了其商业化的应用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种用于制备超级电容器的材料。经实验，采用该材料制备的超级电容器的比电容效率高，导电性能好，稳定性高，并且价格相对比较低廉。

本发明的技术方案如下：

一种制备超级电容器的材料，所述材料为掺Ni纳米CoO，其中所述Ni在所述材料中的质量百分比为3%~10 %。

较优的，所述Ni在所述材料中的质量百分比为5%~7 %。

其中，所述掺Ni纳米CoO为尺寸为10~100 nm，且具有八面体形状的rocksalt型纳米CoO。Ni元素均匀的掺入到纳米CoO晶格中。

上述制备超级电容器的材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

S100：将镍盐、钴盐、聚乙烯吡咯烷酮以及溶剂加入高压釜并混合均匀；其中所述镍盐、钴盐和聚乙烯吡咯烷酮的重量份数比为0.1~400：0.3~300：0.1~300，所述镍盐与所述溶剂的固液比为0.1~400：10~1000（g/ml）；

S200：将高压釜中的反应物在100~300 ℃下加热4~48 h；

S300：加热完成后，待高压釜冷却后，分别加入无水乙醇和去离子水进行洗涤，进行离心分离后弃去上层清液；

S400：对下部沉降物进行干燥即可得到所述制备超级电容器的材料。

其中，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴的一种或多种的混合物。

其中，所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍或者硫酸镍的一种或多种的混合物。

其中，所述溶剂为无水乙醇或非极性溶剂。非极性溶剂可以是氯仿、苯、四氯化碳等。

其中，步骤S400中的干燥在真空条件下进行。

本发明的有益效果是：