[发明专利]一种氢氧化镍电极材料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种氢氧化镍电极材料及其制备方法与应用，该方法包括以下步骤：将镍盐配置成镍盐的水溶液；在搅拌条件下，将镁粉加入到镍盐的水溶液中，在室温下反应；得到绿色絮状沉淀，离心分离，液相回收，固相用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次；最后冷冻干燥得到绿色氢氧化镍纳米片，即为氢氧化镍电极材料。本发明还公开了一种氢氧化镍电极材料在超级电容中应用，本方法无需加热，反应条件温和，不适用任何模板剂和表面活性剂，具有工艺简单和能耗低的优点，易于工业化生产；本发明制备得到的纳米材料可以用于超级电容和电池等领域。

技术领域

本申请属于电化学及无机功能材料制备领域，具体地说，涉及一种氢氧化镍电极材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着世界经济的快速发展，煤和石油资源的不断消耗，引起环境恶化问题日趋严重。另外，便携电子设备，电动汽车以及军事移动通讯设备的应用，对电源也提出了新的要求。因此，研究高效、成本低、环境友好的能源转换和存储系统已显得越来越重要。超级电容器由于具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长等优点，在诸多领域都有应用，引起科研工作者的广泛关注。而决定超级电容器的主要性能取决于电极材料的组成和结构。

超级电容器电极材料主要分为三类：碳材料、导电聚合物材料以及金属氧化物材料。在金属氧化物电极材料中，氢氧化镍具有层状结构，其理论比电容高达2082F/g，是一种理想的电极材料。我国镍资源丰富，价格低廉，更易工业化生产。而氢氧化镍的性能受到制备工艺条件的制约，探索合适的工艺条件，制备高性能的氢氧化镍已成为科研工作者的研究重点。

如：1)专利一种球形氢氧化镍材料及其制备方法(公开号：CN 102826617A，申请日：2012-09-21)，该制备方法是通过溶剂热法制备出由分级结构纳米片组装而成的球形氢氧化镍，该制备材料，在充放电流密度为1A/g时，其比容量能够达到1177F/g。溶剂热法工艺复杂,需要高温高压条件，能耗高，不易大规模生产。2)专利超级电容器电极材料氢氧化镍和石墨烯复合物的制备方法(公开号：CN 103107022 A，申请日：2013-01-09)，该方法是用加热回流的方法制备片状堆积结构的Ni(OH)₂与石墨烯复合物电极材料。在以往的制备方法中大多使用高温，高压条件，工艺复杂，能耗较高。因此开发低能耗，工艺简单的方法制备高性能的电极材料尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本申请针对上述的问题，提供了一种氢氧化镍电极材料及其制备方法与应用，本方法无需加热，反应条件温和，不适用任何模板剂和表面活性剂，具有工艺简单和能耗低的优点，易于工业化生产；本发明制备得到的纳米材料可以用于超级电容和电池等领域。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种氢氧化镍电极材料的制备方法，

包括以下步骤：

1)将镍盐固体配置成镍盐的水溶液；

2)在搅拌条件下，将镁粉加入到镍盐的水溶液中，在室温下反应；

3)得到绿色絮状沉淀，离心分离，液相回收，固相用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次；

4)最后冷冻干燥得到绿色氢氧化镍纳米片，即为氢氧化镍电极材料。

进一步地，所述步骤1)中的镍盐的水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L。

进一步地，所述步骤1)中的镍盐选择硝酸镍、氯化镍或乙酸镍中的一种。

进一步地，所述步骤2)中的镁粉与镍盐的摩尔比为1：1～1：1.2。

进一步地，所述步骤2)中的搅拌转速为180-220r/min；反应时间为24-48小时。

进一步地，所述步骤3)中的离心转速为3500-4500r/min。