[发明专利]一种超级电容器电极材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710518574.1 申请日: 2017-06-30
公开(公告)号: CN107785181B 公开(公告)日: 2020-11-03
发明(设计)人: 陈敏;夏萍;姜德立;全威;肖鹏;李娣 申请(专利权)人: 江苏大学
主分类号: H01G11/86 分类号: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/46
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 212013 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 超级 电容器 电极 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

发明属于超级电容器材料的制备技术领域,涉及一种钴酸镍/氢氧化镍/泡沫镍超级电容器电极材料的制备方法。提供一种能够使钴酸镍原位生长在泡沫镍上,并将氢氧化镍电化学沉积在钴酸镍/泡沫镍样品上,保持其高的比表面积,且在快速充放电过程中能够保持高的循环性能、高电容性能的氢氧化镍/钴酸镍/泡沫镍复合电极材料的方法。氢氧化镍/钴酸镍/泡沫镍电极材料可以直接进行电化学测试,区别于传统的滴样法测试。

技术领域

本发明属于超级电容器材料的制备技术领域,涉及一种钴酸镍/氢氧化镍/泡沫镍超级电容器电极材料的制备方法,尤其是一种制备工艺简便,具有良好的电容性能及优异稳定性复合材料的制备方法。

背景技术

超级电容器是一种新型的储能装置,具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、绿色环保等优点,可应用在储能装置、动力电源系统以及诸多电子设备上。但是,单一的纳米材料存在活性面积小,导电性差、电容量低,循环时间短,能量密度和功率密度小等缺点,从而限制了它们在电容器中的实际应用。在超级电容器采用的电极材料中,过渡金属氢氧化物作为广泛使用的超级电容器电极材料,有比电容高、价格低廉、环保等优点。相对于碳基材料和导电聚合物材料,过渡金属氢氧化物,如Ni(OH)2、Co(OH)2等,有较高的理论比容量、能量密度与稳定性。但过渡金属氢氧化物导电性能差是其在电学器件中应用的致命缺点,限制了其在超级电容器上的应用。为了解决这个问题,通过在集流体表面构筑氧化物复合电极材料,可以显著提高其电容性能与循环稳定性能。

迄今为止,尚未有采用电位沉积法制备NiCo2O4-Ni(OH)2/泡沫镍(NF)超级电容器电极材料的报道,该制备工艺简单,过程绿色环保,复合电极材料电容性质优异。

发明内容

本发明目的是提供一种能够使氢氧化镍沉积在钴酸镍/泡沫镍上,保持其高的比表面积,且在快速充放电过程中能够保持高的循环性能、高电容性能的氢氧化镍/钴酸镍/泡沫镍复合电极材料的方法。

本发明通过以下步骤实现:

(1)预处理泡沫镍:将泡沫镍(1×1cm)放入稀盐酸中浸泡以去除表面的氧化镍层,最后分别用无水乙醇、丙酮超声洗涤数次,并烘干备用。

(2)制备NiCo2O4/NF:称取Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和尿素,向其中加入去离子水,磁力搅拌至完全溶解,原材料Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和尿素摩尔比为1:2:5;然后将所得透明粉红色溶液加入聚四氟乙烯的反应釜中,加入预处理好的泡沫镍进行水热反应,所述水热反应温度为100-150℃,反应时间为4-8h;待自然冷却至室温后,取出泡沫镍,洗涤干燥得到NiCo2O4/NF前驱体样品;将NiCo2O4/NF前驱体样品转移至程序升温管式炉中煅烧,所述管式炉煅烧温度为300~380℃;煅烧NiCo2O4/NF前驱体样品的升温速率为4℃/min,煅烧时间为2h,冷却备用。

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