[发明专利]一种镍基超级电容器电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍基超级电容器材料的制备方法，属于超级电容器材料制备技术领域。将泡沫镍悬空放入含有原料液的反应釜中，保证泡沫镍与原料液液面平行，在一定的温度下通过气相水热法在泡沫镍表面生成Ni₃S₂、Ni(OH)₂或NiSe₂电极材料。原位生长是在泡沫镍基质上直接生长，纳米片在泡沫镍上的原位生长确保了反应物的紧密接触和良好的电荷传输性质，得到的产物生长比较均匀，纯度更高，从而增强其电化学性能，制备方法简单，容易工业化应用。

技术领域

本发明超级电容器材料制备技术领域，具体涉及一种超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器具有比传统电容器更高的能量密度，比电池更高的功率密度，且充放电效率高，循环寿命长的优点，填补了传统电容器和电池的缺陷。因此它在电动交通工具，移动通讯，航空航天等电化学储能领域具有很大的潜在应用价值。Fe、Co、Ni等非贵金属的磷化物，硫化物，硒化物具有较高的能量密度、较好的循环寿命，且价格低廉、制备工艺简单，现已经成为超级电容器电极材料的研究热点。近年来随着对Ni的硫化物的深入研究，其作为超级电容器的电极材料也倍受关注，大多数通过简单的水热法为NiS₂、Ni₃S₂、NiSe₂等电极材料，对气相的水热法合成却鲜有涉及，气相法的优点在于制备的材料比电容大；缺点在于杂质的后续处理过程复杂。本文提出了一种利用水热法制备Ni₃S₂，NiSe₂，Ni(OH)₂电极材料的方法并将其应用于超级电容器以及在电解水方面的应用。

发明内容

本发明提供了用气相法(类似于蒸桑拿)制备Ni₃S₂，Ni(OH)₂，NiSe₂电极材料方法，利用反应生成的气相蒸汽直接作用于泡沫镍发生反应制备，并将其应用于电化学电容器的电极材料和在电解水中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种镍基超级电容器材料的制备方法，将泡沫镍悬空放入含有原料液的反应釜中，保证泡沫镍与原料液液面平行，在一定的温度下通过气相水热法在泡沫镍表面生成Ni₃S₂、Ni(OH)₂或NiSe₂电极材料。

具体地，一种镍基Ni₃S₂超级电容器材料的制备方法，将S粉，C₂H₅OH与DMF放入反应釜中，磁力搅拌溶解，得到混合均匀的原料液，将泡沫镍悬空放入反应釜中，保证泡沫镍与原料液液面平行，然后放入鼓风干燥箱中，在180℃下，反应6h，最后，取出泡沫镍，将其置于真空干燥箱中，在160℃的条件下，干燥6小时，得到负载在泡沫镍表面的Ni₃S₂电极材料。所述C₂H₅OH为16mL，DMF为16mL，S粉为1.6～4mmol，泡沫镍尺寸为4×4cm²。

优选地，所述S粉为3.2mmol。

具体地，一种镍基Ni(OH)₂超级电容器材料的制备方法，将泡沫镍悬空放入盛有盐酸的反应釜中，保证泡沫镍与原料液面平行，然后放入鼓风干燥箱中，在60℃下，反应1h，取出泡沫镍，将泡沫镍悬空放入盛有氨水的反应釜中，保证泡沫镍与氨水液面平行，将反应釜置于鼓风干燥箱中，在60℃下，反应1h，最后，取出泡沫镍，将其置于真空干燥箱中，在60℃的条件下，干燥6小时，得到负载在泡沫镍表面的Ni(OH)₂电极材料。所述盐酸为20mL，所述氨水为10-25ml，泡沫镍尺寸为4×4cm²。