[发明专利]磁场诱导氯化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了磁场诱导氯化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，包括以下步骤：将樟脑磺酸和氯化镍分散在水中，加入苯胺单体，混匀后滴加过硫酸铵水溶液，静置于5℃、0.5T、磁场间距为60mm的匀强磁场中，反应6～24h；将得到的纳米材料进行减压抽滤、洗涤，真空冷冻干燥，即得成品氯化镍/聚苯胺电极材料。与现有超级电容器电极材料相比，本发明制备出的成品氯化镍/聚苯胺复合纳米材料，其中氯化镍具有金属离子赝电容作用，聚苯胺形成的空泡结构显著增加了电极材料的比表面积，增强了电荷的富集及赝电容存储作用；本发明的工艺简单、成本较低，制备的复合材料具有比重轻、能量效率高、能量密度大等优点，功率密度较高，适宜推广。

技术领域

本发明涉及高分子复合电极材料技术领域，尤其涉及磁场诱导氯化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

二十一世纪是信息技术的时代，随着大数据及人工智能技术的全面应用，大量电子产品为我们的生活提供着各种便利条件，满足我们生活及工作等方面的各种需求。随着人们对便携式电子设备的依赖度逐渐增加，电能使用及存储成为人民急需面对的首要问题。超级电容器是一种介于普通电容器和化学储能电池之间的新型储能器件，具有能量密度高、比电容量大、高功率密度、适用环境广泛、经济环保、免维护、寿命长等诸多优点。

氯化镍是一种可以作为二硫化铁替代物的理想电极材料之一，具有充放电电流密度高、比电容量大、循环稳定性好等优点；而导电高分子由于其较高的比电容性能而在超级电容器电极材料领域有着广泛的应用；聚苯胺由于其结构多样化，环境稳定性好，廉价易得，易于加工等优点而被广泛用作超级电容器电极材料。

申请号为CN201410106337.0的专利公开了“高电容量聚苯胺和氯化镍复合电极材料的制备方法”，其所公开的聚苯胺和氯化镍复合电极材料是采用表面活性剂与硫酸、苯胺、硫酸镍等制备成溶致液晶，然后通过电沉积及氧化法得到；采用该方案制备的聚苯胺和氯化镍复合电极材料步骤复杂，不易控制，且测试中循环稳定性较差，不利于产业化应用及成本控制，难以获得稳定的产品性能，从而影响该材料的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的磁场诱导氯化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

磁场诱导氯化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将樟脑磺酸和氯化镍加入去离子水溶液中进行机械搅拌分散均匀，低温置于匀强磁场下静置，再加入苯胺单体，机械搅拌混匀，然后滴加过硫酸铵水溶液并匀速搅拌，得到混合反应溶液；

S2、将混合溶液置于低温匀强磁场下反应一定时间；

S3、反应结束后减压抽滤，洗涤，真空冷冻干燥，得到成品的氯化镍/聚苯胺纳米复合材料。

优选地，所述S1中，樟脑磺酸与苯胺单体的摩尔(mol)比范围为(1～5):10。

优选地，所述S1中，氯化镍与苯胺单体的摩尔(mol)比范围为(1～5):10。

优选地，所述S1中，反应体系温度保持在5℃低温条件下。

优选地，所述S1中，匀强磁场强度为0.5T，场间距为60mm。

优选地，所述S1中，樟脑磺酸、氯化镍、苯胺单体和过硫酸铵的摩尔比范围为1:(1～5):(1～10):(1.2～12)。

优选地，所述S1中，匀速搅拌的速度为150～200rpm；过硫酸铵水溶液的滴加速度为2～4滴/s；过硫酸铵水溶液的滴加过程中维持溶液体系的温度为5℃。

优选地，所述S2中，混合反应溶液的反应条件为：静置于5℃、0.5T、磁场间距为60mm的匀强磁场中，反应6～24h。