[发明专利]一种Ni3S2/d-Ti3C2/Ni复合电极材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，公开了一种Ni₃S₂/d‑Ti₃C₂/Ni复合电极材料及其制备方法。通过自组装和溶剂热合成两步法制备Ni₃S₂/d‑Ti₃C₂/Ni复合电极材料。本发明制备工艺流程快速简单，成本低；得到的储能电极材料具有优异的电化学性能，便于产业化应用。本发明所制备的Ni₃S₂/d‑Ti₃C₂/Ni复合电极材料具有多孔网络状结构，其质量容量高达2204F/g，并且具有优异的倍率性能和循环稳定性，可以应用于超级电容器及电池的电极材料。

技术领域

本发明属于材料技术领域，在于公开一种Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/Ni复合电极材料及其制备方法。

背景技术

能源和环境问题是目前世界各国共同关注的重要课题，新型绿色能源的开发及能量转换与存储备受关注。目前，广泛使用的能源转换与存储系统是锂离子电池。虽然锂离子电池具有能量密度高的优点，但是其功率密度低、循环稳定性差、安全性差等问题限制了其应用。超级电容器作为一种高效的储能装置具有功率密度高，充放电速度快，循环寿命长，环境友好等优点而受到广泛关注。目前，超级电容器已经成功应用于汽车产品及便携式消费类电子产品等领域，具有广阔的应用前景。

超级电容器存在的主要问题是能量密度低。电极材料的电化学性能是影响超级电容器能量密度的关键。单一的电极材料在使用时很难满足超级电容器的所有性能要求，因此开发复合电极材料是提高超级电容器性能的有效途径。近年来，金属硫化物和MXene(金属碳/氮化物)受到人们越来越多的关注，如何将这两类材料有效的复合构筑高性能的电极材料是一个极为复杂的课题，因为，其中需要控制的参数较多。

发明内容

有鉴于现有技术上的缺陷，本发明的目的在于公开一种具有高质量容量，优异的倍率性能和循环稳定性的Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/Ni复合电极材料，可用于非对称超级电容器或电池的电极材料。本发明以泡沫镍为基体，通过自组装和溶液热，两步法制备了Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/Ni三元复合电极材料。

本发明的技术方案：

一种Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/Ni复合电极材料，以泡沫镍作为载体，Ni₃S₂与d-Ti₃C₂均匀混合形成多孔网络状结构负载在泡沫镍上，形成三元Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/Ni复合电极材料；

所述的Ni₃S₂以泡沫镍为镍源；

所述的Ni₃S₂与d-Ti₃C₂的质量比为5～15：1；

d-Ti₃C₂在泡沫镍上的负载量为0.2～0.6mg/cm^-2。

所述的d-Ti₃C₂为单层或多层纳米片。

所述的多孔网络状结构由Ni₃S₂和d-Ti₃C₂两种组分共同构筑，孔径为50-500 纳米。