[发明专利]一种性能优异的双层纳米线分级结构NiCo2O4-ZnCo2O4复合电极材料

说明书

本发明公开一种性能优异的双层纳米线分级结构NiCo₂O₄‑ZnCo₂O₄复合电极材料，属于新能源存储领域。本发明采用一步水热法结合煅烧工艺制备的泡沫镍负载NiCo₂O₄‑ZnCo₂O₄复合电极材料具有新颖的双层纳米线分级结构，内层直径15‑30nm的细纳米线横向交错分布，外层相邻的粗纳米线头部合并形成纳米线簇，在其顶部垂直生长出的粗纳米线。该复合电极材料具有优异的电化学性能：质量比电容和面积比电容在电流密度为2A g^‑1时，分别为3087.1F g^‑1和5.56F cm^‑2；在20A g^‑1时，分别为2205.8F g^‑1和3.97F cm^‑2，2000次循环的比电容保持率为101.0％。

技术领域

本发明涉及一种性能优异的双层纳米线分级结构NiCo₂O₄-ZnCo₂O₄复合电极材料，属于新能源存储领域。

背景技术

当今人类面临化石能源日渐短缺、环境日益恶化的严重问题，发展清洁的可再生的新型能量转化与存储装置迫在眉睫。超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件，具有充放电速度快、功率密度高、循环寿命长和环境友好等优点而成为业内的一个亮点，在混合动力新能源客车、轨道交通中的进站能量回收、电力电网中的上网和储能应用、轿车的智能启停系统等方面都有广泛的应用。相对于电池，超级电容器的能量密度比较低，而提高电极材料的比电容是提高超级电容器能量密度的有效途径之一。随着超级电容器应用领域的不断拓展，超级电容器电极材料的研究已受到科研工作者的广泛关注。

根据储能机理不同，超级电容器可分为双电层电容器和赝电容器，后者性能优于前者。目前，赝电容器的电极材料主要有过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、过渡金属硫化物等。以NiCo₂O₄为代表的三元过渡金属氧化物，由于具有比其单金属氧化物更好的导电性和更优越的电化学性能而受到热捧。