[发明专利]一种镍钴氢氧化物柔性电极的制备方法

说明书

本发明涉及一种镍钴氢氧化物柔性电极的制备方法，首先配制镍盐和钴盐的混合溶液，将碳化的碳纳米管/棉复合物放入其中浸泡，然后混入配制的NH₄Cl和NaOH混合溶液，静置，取出清洗，烘干，即得。本发明采用简单易行的化学合成法在碳化的碳纳米管/棉复合材料上原位生长镍钴双氢氧化物，从而制备高电化学性能的柔性电极，具有较高的比电容，且具有良好的柔性。

技术领域

本发明属于柔性电极的制备领域，特别涉及一种镍钴氢氧化物柔性电极的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源存储提出了越来越高的要求，传统的储能设备已不能满足人们的需求，更轻更薄更柔的储能设备是当前的发展趋势。因此，制备出性能优异的柔性电极成为柔性储能设备的加工关键。

当前的柔性电极存主要有直接制备法和间接制备法两种方法，直接制备法是先制备活性材料，然后通过粘合剂及成膜物质，将其加工成薄膜电极，该方法的优点是能获得活性物质含量高的柔性电极，但是由于粘合剂的粘合作用，会导致活性物的利用率降低，从而损失电化学性能；而间接制备法则是采用柔性材料为活性物质的负载基材，从而制备柔性电极，该方法的优点是极大的利用了活性物质的电化学活性，无粘合剂添加，但是又存在活性材料在柔性基材上的负载量低的问题以及结合牢度不强的劣势，因而为了最大化利用活性材料，有必要开发出一种新方法制备高负载量的柔性电极。

目前广泛研究的活性材料主要有碳材料、导电聚合物和金属氧化物三类，其中碳材料具有较好的稳定性但是比电容较低，导电聚合物的比电容高，但是循环稳定性不好，容易发生材料的膨胀和收缩，金属氧化物也具有较高的比电容，且稳定性高。

专利CN201610578351.X发明了一类镍钴双氢氧化物/NiCo₂S₄复合纳米材料，将该材料用于超级电容器电极材料，发现其具有较高的比电容。专利CN201710049840.0提出了在微波合成仪中制备高稳定镍钴双氢氧化物电极材料，但是这两种方法所制备的材料均为粉体，在电极制备过程中存在因粘合剂的加入而影响其电化学活性的问题，因而有必要提出一种简单的制备电极的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镍钴氢氧化物柔性电极的制备方法，克服现有技术材料为粉体，同时粘合剂的加入影响电化学活性的缺陷，该方法以碳化碳纳米管/棉复合材料为柔性基材，在此基础上进行镍钴双氢氧化物的制备，一方面碳材料和金属氢氧化物的结合获得的电极具有良好的电化学性能，另一方面该电极非粉体，不存在因制备电极而添加粘合剂所引起的活性材料电化学性能受损的问题。

本发明的一种镍钴氢氧化物柔性电极的制备方法，步骤包括：

(1)将基材放入镍盐和钴盐的混合溶液中，浸泡；其中基材为碳化的碳纳米管/棉复合物；

(2)室温条件下，配制NH₄Cl和NaOH的混合溶液，然后加入步骤(1)中，在50-65℃条件下静置，清洗，烘干，即得镍钴氢氧化物柔性电极。

上述制备方法的优选方式如下：

所述步骤(1)中碳化的碳纳米管/棉复合物：

碳纳米管溶液的制备：将羧基化碳纳米管与十二烷基苯磺酸钠以1:1的比例加入到去离子水中，搅拌，超声1h，最后使用均质机进行分散，得到碳纳米管分散液。

碳纳米管/棉复合物的制备：将棉织物与配制好的碳纳米管溶液以1:2的浴比放在红外线打样机中进行处理，处理条件为5℃/min升温到135℃，处理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室温晾干。

碳化碳纳米管/棉复合物的制备：将碳纳米管/棉复合物放在不同的高聚物水溶液中，浸泡5min，晾干后送入管式炉进行碳化处理，处理条件为：5℃/min升温，900℃保温1h。冷却后，取出准备测试。