[发明专利]一种纳米复合电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米复合电极材料的制备方法，该处理步骤是：首先，将一定量的镍盐、磷盐和表面活性剂在乙醇和水的混合溶液中充分搅拌，将体系加入到高温反应釜中，在一定温度下反应一段时间，即可制备出空心球状的亚磷酸镍纳米材料；其次，将一定浓度的氧化石墨烯溶液和经过聚电解质改性过的空心球状亚磷酸镍悬浮液充分混合，随后添加一定量的水合肼溶液在一定温度下搅拌，即可得石墨烯包覆的空心球状眼磷酸镍纳米复合电极材料。该方法利用简单的工艺制备出还原氧化石墨烯‑空心球状亚磷酸镍纳米复合电极材料，发挥二者的协同作用，以期获得性能优异的电极材料。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，涉及一种纳米复合电极材料的制备方法，具体涉及一种还原氧化石墨烯-空心球状亚磷酸镍纳米复合电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器，又称为电化学电容器，是介于传统电容器和化学电池之间的一种新型的储能器件。超级电容器具有高功率密度，可瞬间释放特大电流，充电时间短、充电效率高、寿命长等特点。这种超级电容器在新能源汽车、计算机市场、军用设备等领域有广阔的应用前景，已成为世界众多科学家研究的热点，但是能量密度低的缺点限制了其更广泛的应用。

随着现代移动电子的迅猛发展，人们在清洁和可再生能源领域投入了巨大的努力。这些能源包括太阳能、风能和潮汐能等，但是这些能源大多具有随机性和间歇性特点，因此，人们不得不开发出一系列高性能的储能装置来将这些能源收集起来。

纳米材料因为其具有尺寸小、比表面积大等特点，在电极材料的研究中倍受关注。使用纳米电极材料之后锂离子电池容量明显比传统的块体材料提高很多，然而纳米材料的使用也带来了相应的问题。

石墨烯是一种优异的导电材料，其常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待在电子工业时代发挥更加重要的作用，在储能领域，其自身虽然导电性能优异，但比容量较低；亚磷酸镍具有高的比容量和容易制备的优点，但其本身导电性不高，且在充放电过程中结构容易遭到破坏。

发明内容

为了克服现有的亚磷酸镍电导率不高，电化学性能较差的不足,本发明提供了一种简单易行的纳米复合电极材料的制备方法，该方法利用简单的工艺制备出还原氧化石墨烯-空心球状亚磷酸镍纳米复合电极材料，发挥其二者的协同作用，以期获得性能优异的电极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种纳米复合电极材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

1)制备亚磷酸镍：将硝酸镍、次磷酸钠和表面活性剂溶解于无水乙醇和水的混合溶液中，磁力搅拌，倒入反应釜中恒温反应，反应结束后依次用水、无水乙醇和甲苯离心洗涤产物，真空干燥，即得到空心球状的亚磷酸镍；其中硝酸镍为镍源，次磷酸钠为磷源，表面活性剂的使用能够调控生成物的形貌。

2)包覆亚磷酸镍：将亚磷酸镍加入到聚烯丙基氯化铵溶液中，超声分散，缓慢滴加至氧化石墨烯溶液中，滴加的同时快速搅拌，随后向溶液中滴加水合肼溶液，继续搅拌，升温并反应，将反应产物进行过滤并收集滤渣，用水洗涤滤渣，真空干燥，即可得到还原氧化石墨烯包覆亚磷酸镍的纳米复合电极材料；聚烯丙基氯化铵溶液可以使亚磷酸镍颗粒表面带正电荷，氧化石墨烯表面带有负电荷，通过正负电荷的吸引能够促使氧化石墨烯包覆在亚磷酸镍表面；水合肼可以起到还原氧化石墨烯的作用。

优选的，步骤1)中，硝酸镍、次磷酸钠和表面活性剂的摩尔比为2:1:1，表面活性剂为硬脂酸钠；硝酸镍和次磷酸钠的摩尔比直接决定了生产物中镍和磷的原子比例，本发明通过大量的实验，当硝酸镍、次磷酸钠和表面活性剂的摩尔比为2:1:1，正好生成空心的亚磷酸镍颗粒。

优选的，步骤1)中，无水乙醇和水为等体积混合。