[发明专利]一种基于碳布原位生长三氧化钨超级电容器电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于碳布原位生长三氧化钨超级电容器电极材料的制备方法。主要制备步骤如下：将碳布浸泡在盐酸中一晚上进行亲水处理，将处理后的碳布浸泡在钨酸的种子溶液中，浸泡完成后在马弗炉中进行烧结得到含有三氧化钨种子的碳布，然后将得到的碳布放到含有氯化钨的乙醇溶液中进行水热反应得到一种电容性能优异的电极材料，其比容量在电流密度为5mA cm^‑2时可达600mF cm^‑2，以此方法制备的超级电容器具有良好电容性能。现在已有的工作很难将三氧化钨的超电性能有效提升主要是因为三氧化钨差的导电性以及在电解液中反应的不充分。因此，提高三氧化钨的导电性已经增加其反应的活性位点是至关重要的。本发明通过将三氧化钨纳米片生长到导电性极强的碳布上来有效增加活性位点以及导电性从而提高超电性能。

技术领域

本发明属于储能电池领域，具体涉及一种具有多孔结构的三氧化钨材料的制备方法。

背景技术

超级电容器由于具有充电速度快、循环稳定性能好、温度特性好、节能和环保等特点，可以在一定程度上做传统化学电池的替代品，在车辆的牵引电源及启动电源等方面都具有广泛的应用前景。超级电容器的推广，将有助于石油等化学燃料的消耗，减轻对石油进口的依赖，有助于国家石油安全，并且有助于解决城市汽车尾气污染、铅酸电池污染等问题。

三氧化钨是做超级电容器电极的基本材料，三氧化钨是n型半导体，无毒无害，具有良好的物理化学性质，并且这种材料价格低廉具有很高的理论比容量以及很好的稳定性。但是三氧化钨导电性比较差，并且现在的工作很难有效提高其超电性能可能是因为可参与反应的活性位点的不足。本发明选的这种三氧化钨材料经过水热处理后，具有由片组成的花状结构。不仅有助于增加反应的活性位点，还具有良好的导电性能，所以这种三氧化钨材料是一种性能较好的超级电容器电极材料。

发明内容

本发明的目的在于开发一种性能较好的超级电容器电极材料，开发一种环保无污染且高性能的超级电容器电极材料。本发明所采用的技术方案是：将三氧化钨这种低廉稳定的材料进行水热制备使之长在碳布上，较方便快捷的制备多孔碳材料。

1)将一定大小的碳布浸泡至浓盐酸中静置进行亲水处理。

2)将步骤1得到的碳布用去离子水进行清洗，烘干；

3)将步骤2得到的碳布浸泡在钨酸的过氧化氢溶液中使钨酸贴在碳布上；

4)取出步骤3的碳布将之放到马弗炉中进行热处理得到含有三氧化钨种子的碳布；

5)将步骤4得到的碳布放到氯化钨的乙醇溶液中分别进行7h，8h和9h的水热反应；

6)将得到的碳布切成1cm*1cm的大小；

7)用电容器器件将制好的电极片进行封装测试。

步骤1浸泡时间为12h。

步骤3将3.1g钨酸溶解在50mL过氧化氢中。

步骤4热处理温度为500℃保温两个小时。

步骤5中氯化钨为0.6g，溶解在70mL乙醇中，其中水热时间为8h时性能最好。

与现有超级电容器材料相比，本发明的优点是利用低廉稳定的材料将其长在柔性基底上可以将电容器做成柔性器件方便佩戴，这会成为以后的趋势。将三氧化钨做成花状结构做超级电容器材料，这种材料具有超高的比表面积，具有良好的超电性能。这种材料的超级电容器因其高比表面积，其比容量在电流密度为5mA cm^-2时能达600mF cm^-2。

附图说明

图1是具体实施例1得到的具有多孔结构的三氧化钨纳米片的SEM和TEM图，明显可见具有明显的片状以及多孔结构；