[发明专利]一种纳米针状FeCo2O4电极材料的制备方法及应用在审

专利信息
申请号: 201910324018.X 申请日: 2019-04-22
公开(公告)号: CN110040787A 公开(公告)日: 2019-07-23
发明(设计)人: 武文玲;王成威;卫丹;赵春辉;王岗;牛冬娟;朱建锋;方园 申请(专利权)人: 陕西科技大学
主分类号: C01G51/00 分类号: C01G51/00;H01G11/24;H01G11/46;H01G11/86;H01M4/525;H01M10/0525
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 王晶
地址: 710021 陕西省*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 针状 制备 电极材料 应用 纳米材料制备 导电性 超级电容器 电化学性能 锂离子电池 氯化亚铁 纳米材料 水热反应 形貌均一 制备工艺 氟化铵 硝酸钴 电极 储能 可控 尿素
【说明书】:

一种纳米针状FeCo2O4电极材料的制备方法及应用,制备方法包括:将氯化亚铁(FeCl2·4H2O)、硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)、尿素(Co(NH2)2)、氟化铵(NH4F)混合搅拌,水热反应得到FeCo2O4纳米材料,再将FeCo2O4纳米材料制备成FeCo2O4电极;本发明具有制备工艺简单,过程可控,成本较低,纳米针状的FeCo2O4形貌均一、比表面积大、导电性良好、电化学性能优异等特点,有利于在锂离子电池、超级电容器等储能领域的应用。

技术领域

本发明属于新型纳米功能材料及储能材料制备技术领域,具体涉及一种纳米针状FeCo2O4电极材料的制备方法及应用。

背景技术

在全球经济日益发展壮大的今天,环境污染问题日益剧烈,燃料电池消耗巨大,高效、清洁和可持续的储能装置的研发与应用被提上日程。电池、燃料电池和电化学电容器被广泛应用于多种领域。其中,超级电容器(SCs)具有安全、工艺简单、电容密度高、倍率性能好、可逆性良好、超长的循环寿命(>100万次)、装配简单、易于集成到电子产品以及化学热的产生量较少等优点而受到了科研工作者的极大的关注。

双金属过渡金属氧化物作为性能优异的电极材料,是超级电容器大家族中非常重要的一员。双金属过渡氧化物如MCo2O4,其中M为Zn,Ni,Mn或Cu等,因其具有更好的导电性和更高的电化学活性,因此可获得高比电容、良好的倍率性能和优异的循环稳定性。大量研究表明,过渡金属氧化物更高的电导率可以加速电化学反应过程中的电子传输和充放电过程中的离子扩散。Zhang等人通过共沉淀氢氧化物前驱体并在一定温度下进行后续热处理来制备Ni-Co氧化物,通过调节用于制备氢氧化物前体的原始反应物的组成,可以容易地控制氧化物中Ni与Co的比例,并研究了Ni/Co摩尔比对二元金属氧化物的赝电容性能影响,当Ni:Co摩尔比=0.8:1时,二元Ni/Co金属氧化物前驱体在300℃下退火后,测试其电化学性能比电容可以达到750F/g。

Co氧化物和Fe氧化物都具有良好的电化学性能,此外Fe-Co氧化物(FeCo2O4)是性能更为优异的电极材料,因为它比单一成分提供更丰富的电化学活性位点和更多的Fe2+/Fe3+及Co2+/Co3+氧化还原反应电子对。近年来,由于Fe-Co氧化物(FeCo2O4)以其低成本和良好的电化学性能为电极材料提供了令人兴奋的机会,因此不少科学家一直致力于其在储能、催化、传感器等领域的应用研究。例如,Chodankar等人通过水热法在碳布基材上制备FeCo2O4纳米材料,得到FeCo2O4薄膜,恒电流充放电曲线在3A/g的电流密度下的比电容为1329F/g,在100mV/s的扫描速率下循环5000次,其电容保持率高达70.27%,表现出良好的电化学性能。

据文献记载,至今尚未有人通过简便绿色的水热反应做出纳米针状结构的FeCo2O4材料。

发明内容

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