[发明专利]一种高导电性氢氧化钴电极材料、其制备方法以及一种电极和电容器

说明书

本发明公开了一种高导电性氢氧化钴电极材料、其制备方法以及一种电极和电容器，其中，高导电性氢氧化钴电极材的制备方法包括：步骤一，配制碱性缓冲剂溶液，具体是将碱性剂和氨盐前驱体混合配制获得碱性缓冲剂溶液；步骤二，配制钴盐前驱体碱性反应体系，具体是将钴盐前驱体加入配置好的碱性缓冲剂中搅拌均匀；以及步骤三，所述反应体系进行化学反应，获得氢氧化钴电极材料。

技术领域

本发明主要涉及电极材料及其制备方法领域，特别一种高导电性氢氧化钴电极材料、其制备方法以及一种电极和电容器。

背景技术

超级电容器是建立在德国物理学家赫姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器，作为一种新型的能源储存元件，具有比功率高、比能量高、充电时间短、使用寿命长、节约能源等特点。在电动汽车、移动通讯、航空航天、国防等领域都具有极其广阔的应用前景，也是目前新能源领域和电子信息领域的研究热点。

超级电容器是一种具有广泛应用前景的储能器件。不同于普通的充电电池以及传统的电容器，它有着容量大、功率密度高、工作温度范围宽和使用寿命长等多种突出优点，最近几年它已在电动汽车等领域有了大量的应用。

作为超级电容器中最为关键的部分，电极材料的好坏会对超级电容器的性能造成巨大的影响，因此电极材料的选择显得十分重要。目前研究得最为广泛的超级电容器电极材料主要有导电聚合物电极材料、过渡金属氧化物电极材料以及碳电极材料。其中导电聚合物电极材料尽管初始比电容较大，但其电化学稳定性能不高，多次充放电循环之后电化学性能会有较大衰减。碳电极材料的稳定性非常高，并且有着较高的导电性和比表面积，但其能提供的比电容不高。过渡金属氧化物电极材料主要作为赝电容超级电容器，但这类电极材料的缺点是普遍导电性不高，进而也导致其功率密度受到一定的限制。目前合成氢氧化钴材料的简便得到的材料导电性普遍不高，使得其电化学性能受到限制。

也有采用电化学沉积法生长氢氧化钴材料的例子，虽然产物的性能有所提高，但此制备方法较为繁琐，过程复杂。需要探索一种更为简单的制备工艺制备高导电性能的氢氧化钴电极材料，这也正是本发明的任务所在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高导电性氢氧化钴电极材料、其制备方法以及一种电极和电容器，解决现有制备氢氧化钴材料的方法较为繁琐，过程复杂，电性能差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高导电性氢氧化钴电极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，配制碱性缓冲剂溶液，具体是将碱性剂和氨盐前驱体混合配制获得碱性缓冲剂溶液；

步骤二，配制钴盐前驱体碱性反应体系，具体是将钴盐前驱体加入配置好的碱性缓冲剂中搅拌均匀；以及

步骤三，所述反应体系进行化学反应，获得氢氧化钴电极材料。

进一步地，所述步骤一中，氨盐前驱体和碱性剂按摩尔质量比为（0.4～1.6）：1的配比进行配料，加入40～80ml去离子水，在室温下进行充分搅拌10～30min混合得到碱性缓冲剂溶液；

所述步骤二中，钴盐前驱体和步骤一的碱性缓冲剂溶液中碱性剂的摩尔质量比为（0.1～0.5）：1的配比称取钴盐前驱体，加入至步骤一的碱性缓冲剂溶液中，在室温下再充分搅拌1～10min，获得反应体系；

所述步骤三中，反应体系进行一步式充分反应后，清洗后烘干，即制得高性能的储能器件用的电极材料。

较佳地，所述的制备方法的步骤一中，氨盐前驱体是(NH₄)₂SO₄或NH₄Cl中的一种或两种的混合液；碱性剂为NaOH或KOH中的一种或两种的混合液；