[发明专利]CoNiFe-LDH/多层石墨烯高性能复合储能材料及其制备方法

权利要求书

1.一种CoNiFe-LDH/多层石墨烯高性能复合储能材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

量取体积比为8:2的DMF和蒸馏水，混合后作为混合溶剂，两者体积和作为混合溶剂体积用于计算；

加入膨胀石墨，超声震荡2～4小时，得到多层石墨烯混合溶液，膨胀石墨相对于混合溶剂为2mg/mL，得到的多层石墨烯表面含氧量小于3％，层数小于100层；

在多层石墨烯混合溶液中加入四水醋酸钴 、四水氯化亚铁、六水氯化镍和无水醋酸钠，无水醋酸钠的添加量为5～10mg/mL，四水醋酸钴 的添加量为15mg/mL，六水氯化镍的添加量使Ni离子与Co离子的摩尔浓度比在0.5～1，四水氯化亚铁的添加量使Fe离子比Co离子的摩尔浓度比为0.5～1，搅拌5～10分钟，将溶液倒入水热反应釜，在120℃温度下保温1小时冷却至室温，得到CoNiFe-LDH/多层石墨烯复合材料；

取出反应物用酒精和水进行离心清洗各3次，清洗后在干燥箱中60℃干燥24小时，得到干燥的CoNiFe-LDH/多层石墨烯复合材料，

在多层石墨烯表面生长CoNiFe-LDH的机理如下：在水热条件下，石墨烯基底表面吸附DMF和H₂O的混合溶剂中形成的金属离子络合 物(Co(OH)_x(DMF)_6-x)^2-x、(Ni(OH)_x(DMF)_6-x)^2-x和(Fe(OH)_x(DMF)_6-x)^2-x，络合物随后分解为Co(OH)₂、Ni(OH)₂和Fe(OH)₂晶核，在晶核长大的过程中形成CoNiFe-LDH，并且由于横向空间的限制，最后形成与石墨烯基底垂直的方向生长，该方法制备的CoNiFe-LDH垂直石墨烯排列，有利于电解液的浸入，从而增加与电解液的接触面积，提高双电层电容效应，同时，减小载流子的扩散距离，从而减小电极的内阻。

2.根据权利要求1所述的方法制备的CoNiFe-LDH/多层石墨烯高性能复合储能材料，其特征在于，其作为超级电容电极材料时，在三电极测试条件下，Ag/AgCl作为参比电极，铂片作为对电极，以2mol/L的KOH作为电解液，在0-0.4V的电压窗口下，1A g^-1的充放电速度下的比容量最高可达2100F g^-1。