[发明专利]一种制备硼掺杂钴酸镍复合材料的工艺与应用

权利要求书

1.一种硼掺杂钴酸镍复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法在专用反应器中进行，该专用反应器结构包括有：两个平流泵、两个储液罐、一个T型三通接头和一个搅拌槽反应器，两个平流泵分别记为1号平流泵、2号平流泵，两个储液槽分别记为1号储液槽、2号储液槽；

所述的T型三通接头的第一端口通过毛细管连接有1号平流泵，第二端口通过毛细管连接有2号平流泵，第三端口下方设置有一个搅拌槽反应器；1号平流泵与1号储液罐相连，2号平流泵与2号储液罐相连，还包括有一个分别与1号平流泵、2号平流泵相连并用于控制泵液流量的泵控制器； T型三通接头的出口未连接管子，它的构造相当于一个T型微撞击流反应器，实现微观混合效果；

该制备方法包括如下步骤:

S1：将所述的专用反应器的泵控制器设置好平流泵的流量，两个储液槽分别装有Ni²⁺、Co²⁺混合溶液和含硼前驱体溶液；

S2：同时启动两台平流泵，使含Ni²⁺、Co²⁺混合溶液和含硼前驱体溶液在所述专用反应器内的T型三通接头中高速撞击发生沉淀反应，沉淀物为硼掺杂钴酸镍前驱体；

S3：沉淀物流入搅拌槽反应器中陈化；

S4：前驱体再经洗涤、干燥、煅烧获得硼掺杂钴酸镍复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所设置的两台平流泵的流量分别为80 mL/min和80 mL/min。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述的含Ni²⁺、Co²⁺混合溶液分别为NiSO₄和Co(NO₃)₂的混合水溶液，所述的含硼前驱体为KBH₄溶液。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，Ni²⁺、Co²⁺混合溶液的总浓度为0.1 mol/L，其中Ni²⁺: Co²⁺的摩尔比为= 3:1，所述KBH₄溶液的浓度为0.1~0.3 mol/L。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，沉淀物在室温下搅拌陈化6h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特别在于：在步骤S4中，硼掺杂钴酸镍前驱体在氩气气氛中煅烧3 h。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的硼掺杂钴酸镍复合材料，其颗粒粒径30-40 nm，颗粒表面包覆一层金属硼化物薄膜。

8.一种根据权利要求7所述的硼掺杂钴酸镍复合材料在超级电容器电极中的应用，其特征在于，其制作方法包括如下步骤：

称取所述的硼掺杂钴酸镍复合材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液按80:15:5的质量比放入研钵中，反复充分研磨后加入3-5滴的N-甲基吡咯烷酮，再充分研磨10 min得到粘稠浆料，将浆料均匀涂覆在1×1cm²泡沫镍上，在80℃干燥12 h，最后在压片机上用10 MPa压制5min，得到涂覆硼掺杂钴酸镍复合材料的电极片。