[发明专利]一种石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法

说明书

一种石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法，它涉及增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法。本发明解决现有超级电容器中金属氧化物较低的电导率以及较低的比表面积，导致性能恶化的问题。制备方法：首先清洗集流体材料，然后在集流体材料表面沉积氧化镍、四氧化三钴或三氧化钼，得到金属氧化物集流体材料，最后将金属氧化物集流体材料置于等离子体增强化学气相沉积真空装置中进行射频。本发明用于石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料。

技术领域

本发明涉及增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法。

背景技术

超级电容器是一个高效储存和传递能量的体系，它具有功率密度大，容量大，使用寿命长，经济环保等优点，被广泛应用于各种电源供应场所。作为一种新兴的储能器件，超级电容器在电动汽车、信息技术、移动通讯等领域得到广泛关注与应用，而其中核心部件是性能优异的电极材料。它填补了传统电容器和电池这两类储能器件之间的空白，并有潜力进一步扩大其应用范围。

从能量储存的角度，超级电容器可以分为双电层电容器和赝电容电容器，赝电容器是利用在电极材料表面或近表面层发生的快速可逆的氧化还原反应实现储电，与双电层超级电容器相比赝电容器可以获得高得多的比电容和能量密度，因此具有很好的应用前景。过渡金属氧化物是赝电容超级电容器最主要的电极材料，它们因理论比容量高，价格低廉，对环境无污染，因而受到广泛的关注。然而由于其导电性差，常规制备电极方法需要粘接剂和导电剂，从而损失一部分比表面积(比表面积为5m²/g～20m²/g)，进而导致能量密度较低等缺点，循环性能仅为60％～70％，比容量为400F/g～500F/g，限制了其在超级电容器领域的应用。

发明内容

本发明要解决现有超级电容器中金属氧化物较低的电导率以及较低的比表面积，导致性能恶化的问题，而提供一种石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法。

一种石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料的方法，它是按以下步骤进行的：

一、将集流体材料依次用盐酸溶液、丙酮及无水乙醇超声清洗1min～5min，得到清洗后的集流体材料；

所述的盐酸溶液的浓度为1摩尔/升～3摩尔/升；

二、在清洗后的集流体材料表面水热沉积氧化镍、四氧化三钴或三氧化钼，得到金属氧化物集流体材料；

三、将金属氧化物集流体材料置于等离子体增强化学气相沉积真空装置中，抽真空后，通入氢气，调节氢气气体流量为10sccm～100sccm，通入氩气，调节氩气气体流量为10sccm～100sccm，调节等离子体化学气相沉积真空装置中压强为100Pa～1000Pa，然后将温度升高至200℃～1000℃；

四、停止通入氢气，通入CO₂气体，调节CO₂气体流量为1sccm～100sccm，在射频功率为20W～500W的条件下，调节等离子体化学气相沉积真空装置中压强为100Pa～1000Pa，然后在射频功率为20W～500W、温度为200℃～1000℃及压强为100Pa～1000Pa的条件下，射频1min～20min，射频结束后，关闭电源，停止通入CO₂气体和氩气，将等离子体化学气相沉积真空装置抽真空，在真空条件下冷却至室温，得到石墨烯量子点增强金属氧化物超级电容器电极材料。

本发明的有益效果是：