[发明专利]一种钴镍超级电容电极及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种以贱金属作为基体，制备成本较低、具有极高比电容、电化学性能良好且具有非常良好循环寿命的钴镍超级电容电极及其制备工艺，通过提高Co₃O₄的表面活性来增强其导电性和其电容量，并增加其比表面积和改变其微观形貌来极大幅度地增强其电容性能，并且由于基体为泡沫镍片，本身具备一种三维多孔结构，具有较大的比表面积，再在其表面涂覆带孔微球型的Co₃O₄使得其表面积达到非常高的数值，比电容因而得到巨大提升。

技术领域

本发明涉及一种电极，尤其涉及一种以贱金属作为基体，制备成本较低、具有极高比电容、电化学性能良好且具有非常良好循环寿命的钴镍超级电容电极及其制备工艺。

背景技术

电容器是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时，电极上就会存储电荷，所以电容器是储能元件，而电极就是决定电容器储能性能的关键部分。

电化学电容器中能量的积累是基于法拉第反应产生的“准电容”，其大小与能够产生“准电容”活性物质的量呈正比关系。在特定的电解质中，一些金属氧化物电极表面可进行快速的法拉第反应而呈现出“准电容”特性。贵金属氧化物，如RuO₂被认为是最佳的准电容器电极材料，但昂贵的价格限制了其实际应用，所以人们一直致力于降低碳基电容器的内阻和寻找新的廉价且比电容量大的电极材料。

镍、钴和锰的某些氧化物有着和RuO₂相似的性质，且价格便宜、资源丰富，因而在电极制备领域备受关注。尤其其中Co₃O₄电极材料表现出法拉第准电容性质，具有较好的电容特性，理论上若Co₃O₄整个体相都参与反应形成超电容，则其电容可达到2100F·g-1，虽然由于其实际操作限制，实际容量相较于其理论值还是有着较大差距的，但Co₃O₄仍不失为是一种极具发展前景的电极材料。

因此目前市面上电容器使用的电极存在制备成本高、材料昂贵、生产制备工艺繁琐且易造成较大污染和比电容量受限等问题。

中国专利局于2015年11月11日公布了一种超级电容电极的制备方法的发明专利申请，申请公告号CN105047433A，该发明采用碳基材料，如间苯二酚、对苯二酚、甲醛、糠醛、石墨烯等碳材料，加以水合氯化钴、水合氯化镍或醋酸锌作为催化剂，在碳材料表面形成微孔结构或缺陷，以增加电极-电解液接触面积，强化其作为电容电极性能的方案，但该其以碳材料为主要原料，并不是超级电容电极的最优选择，且其制备工艺繁琐复杂，工业化生产成本较高，其比电容也有待提升，制备过程中还存在一定的污染问题。

发明内容

为解决上述电容器使用的电极存在制备成本高、材料昂贵、生产制备工艺繁琐且易造成较大污染和比电容量受限等问题，本发明提供了一种以贱金属作为基体，制备成本较低、具有极高比电容、电化学性能良好且具有非常良好循环寿命的钴镍超级电容电极。

本发明的另一目的是提供一种钴镍超级电容电极的制备工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钴镍超级电容电极，所述镍钴超级电容电极以泡沫镍片为基体，且其制备原料包括以下重量份数的物质：六水合硝酸钴200-260份，六次甲基四胺60-90份，稀硝酸10-15份，导电炭黑45-70份，粘结剂10-25份。

作为优选，所述钴镍超级电容电极的制备原料包括以下重量份数的物质：六水合硝酸钴230-245份，六次甲基四胺70-80份，稀硝酸10-12份，导电炭黑55-60份，粘结剂15-20份。

作为优选，所述导电炭黑为CF导电炭黑、SCF超导电炭黑、XCF特导电炭黑、乙炔炭黑、黑油炉法炭黑和重油造气副产炭黑中的任意一种。