[发明专利]一种超级电容器用CuCo2O4-NiMoO4复合材料的制备及应用

说明书

本发明提供了一种超级电容器用CuCo₂O₄‑NiMoO₄复合材料的制备及应用，首先通过水热和烧结的步骤在泡沫镍上直接生长海胆状的CuCo₂O₄，然后再以海胆状的CuCo₂O₄为载体，利用一步水热法在其表面生长NiMoO₄超薄纳米片，从而得到CuCo₂O₄‑NiMoO₄复合材料。本发明制备的CuCo₂O₄‑NiMoO₄复合材料，包含两种不同双金属氧化物，具有高比表面积、好的导电性和丰富的活性位点等特点，从而有效地提高超级电容器的比容量。另外，一维和三维的骨架CuCo₂O₄与二维片状NiMoO₄结合形成了一种稳定的结构，可以有效地抑制超级电容器在充放电过程中电极材料结构的团聚或坍塌，进而显著地提高超级电容器的循环稳定性。该制备方法操作简单，重现性好，易于规模化生产。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体涉及超级电容器用CuCo₂O₄/NiMoO₄复合材料及其制备方法。

背景技术

随着能源需求的不断增长，人类在不断的开发各种新能源的同时，如何更加高效、低成本、环保的存储和转换这些能源显得尤为重要。超级电容器是一种兼具传统电容器和电池优点的新型储能器件。由于它具备高的功率密度、快速的充放电、稳定的循环寿命以及环境友好等优点，近年来得到了世界范围的普遍关注。

从电极材料研究来讲，过渡金属氧化物是以法拉第反应所产生的赝电容为主，与双电层存储电容的活性炭对比，具有更高的容量。双金属氧化物同时具有两种金属材料，比单金属具有更多的活性位点，增加氧化还原反应能力，进一步提高了容量。本发明涉及两种双金属氧化物复合材料，这两种双金属氧化物的理论比电容很高，应用于超级电容器时能体现出协同作用。海胆状CuCo₂O₄作为骨架具有稳定的结构和高速的传输通道，可以减缓超级电容器在充放电过程中结构坍塌和提高功率性能。同时，负载在海胆状表面的NiMoO₄片状结构可有效地利用空间结构，增加比表面积和活性位点，进一步提高了超级电容器的质量比电容。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种超级电容器用CuCo₂O₄/NiMoO₄复合材料的制备及应用，本发明的第一目的是提供一种高性能的复合材料CuCo₂O₄/NiMoO₄电极用于超级电容器；本发明的第二目的是提供一种CuCo₂O₄/NiMoO₄复合材料的制备方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明利用水热法一步制备海胆状的含Cu-Co的前驱体，之后将前驱体在空气中烧结得到海胆结构的CuCo₂O₄，然后再以海胆状的CuCo₂O₄为载体，利用一步水热法在其表面生长NiMoO₄超薄纳米片，从而得到CuCo₂O₄/NiMoO₄复合材料。

具体制备方法包括如下步骤：

a.将Cu(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、NH₄F和尿素溶解在水中，110-140℃下水热反应，反应结束后冷却至室温，洗涤干燥，得到Cu-Co前驱体；