[发明专利]碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料、制备方法、电容器有效
申请号: | 201910138578.6 | 申请日: | 2019-02-25 |
公开(公告)号: | CN109950053B | 公开(公告)日: | 2021-05-14 |
发明(设计)人: | 檀满林;代梅 | 申请(专利权)人: | 深圳清华大学研究院 |
主分类号: | H01G11/30 | 分类号: | H01G11/30;H01G11/32;H01G11/44;H01G11/46;H01G11/86 |
代理公司: | 深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311 | 代理人: | 曾昭毅;郑海威 |
地址: | 518057 广东省深圳市南山区高*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基金 氧化物 氢氧化物 复合材料 制备 方法 电容器 | ||
一种碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料的制备方法,包括以下步骤:提供一含氮碳源及一第一金属盐溶液;将所述含氮碳源分散于所述第一金属盐溶液中形成分散液;向所述分散液中加入氨水搅拌,然后静置,进行化学沉淀处理,得到中间体材料,所述中间体材料为包括含氮碳源与氢氧化物的复合材料;将所述中间体材料与一第二金属盐溶液混合,进行水热处理,得到所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料。本发明还提供一种碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料,以及包括所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料的电容器。
技术领域
本发明涉及储能领域,尤其涉及一种碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料、制备方法、电容器。
背景技术
能量的储存是发展新能源的必要条件,其中电容器作为一种很具有潜力的电化学储能器件而逐渐受到社会的关注。电容器具有安全性能高、寿命长、可快速充放电等优异的特征,实现电容器快速充放电的性能需要电容器具有较大的功率密度,才能满足电容器的此项特性。
在当前的研究中,常用作电容器电极的电极材料包括碳基材料、导电高分子聚合物、过渡金属氧化物及金属氧化物。在研究过程中发现,单一种类的材料本身的缺陷可能会限制电容器的电化学性能。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种能够提高电容器的电化学性能的电极材料的制备方法,以解决以上问题。
另,还有必要提供一种所述制备方法制备的碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料。
另,还有必要提供一种包括所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料的电容器。
一种碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料的制备方法,包括以下步骤:
提供一含氮碳源及一第一金属盐溶液;
将所述含氮碳源分散于所述第一金属盐溶液中形成分散液;
向所述分散液中加入氨水搅拌,然后静置,进行化学沉淀处理,得到中间体材料,所述中间体材料为包括含氮碳源与氢氧化物的复合材料;
将所述中间体材料与一第二金属盐溶液混合,进行水热处理,得到所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料。
进一步地,所述含氮碳源是通过热裂解法制备,所述热裂解法包括以下步骤:
将一碳源、一氮源及一催化剂混合,得到混合物;
将所述混合物置于一加热装置中加热,使所述碳源和氮源在所述催化剂的催化及加热环境下热裂解,得到所述含氮碳源。
进一步地,所述碳源为葡萄糖、氧化石墨烯中的其中一种,所述氮源为双氰胺、尿素、三聚氰胺中的其中一种,所述催化剂为泡沫镍。
进一步地,所述第一金属盐溶液的浓度为0.15mol/L-0.75mol/L,静置的温度为25℃-85℃。
进一步地,所述第一金属盐溶液的浓度为0.45mol/L-0.70mol/L,静置的温度为45℃-65℃。
进一步地,所述水热反应的温度为100℃-160℃,所述水热反应的时间为4h-8h。
进一步地,所述第二金属盐溶液的浓度为0.02g/L-10g/L。
进一步地,所述第一金属盐溶液为镍盐溶液,所述第二金属盐溶液为锰盐溶液。
一种碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料,所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料包括含氮碳源、氢氧化物及金属氧化物,所述含氮碳源作为基底,所述氢氧化物负载在所述含氮碳源上,所述金属氧化物负载在所述金属氧化物上,共同组成三维网络结构。
一种电容器,包括电极片,所述电极片包括集流体以及涂覆于所述集流体上的粘结剂、导电剂以及所述碳基金属氧化物/氢氧化物复合材料。
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