[发明专利]一种基于聚苯胺-镍钴铁氧体的超级电容器及其制法

说明书

本发明涉及超级电容器技术领域，且公开了一种基于聚苯胺‑镍钴铁氧体的超级电容器及其制法，包括以下配方原料：镍钴铁氧体、2,6‑二羧基苯胺、氧化剂、金属络合剂、多壁碳纳米管。该一种基于聚苯胺‑镍钴铁氧体的超级电容器及其制法，镍钴铁氧体Ni_0.25‑0.45Co_0.55‑0.75Fe₂O₄中Ni²⁺和Co²⁺向Fe原子中心的靠拢吸附，形成多面立方结构的纳米粒子，使晶体结构更加规整和稳定，减小了活性物质颗粒之间的界面距离，加速了电子和离子的迁移和传输，提高了镍钴铁氧体比电容值和倍率性能，通过具有优异导电性能的聚羧基苯胺包覆镍钴铁氧体，降低了镍钴铁氧体的固有电阻和电荷转移阻力，增强了镍钴铁氧体的导电性能，从而提高了材料的倍率性能、比电容和电循环性能。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体为一种基于聚苯胺-镍钴铁氧体的超级电容器及其制法。

背景技术

超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力及原子间力的作用，使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷的界面双层，在两电极的表面形成了一个双电层电容器，双电层电容器根据电极材料的不同，可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器，与蓄电池和传统物理电容器相比，超级电容器的特点主要体现在：工作温限宽、功率密度高、循环寿命长、免维护，可稳定地反复充放电、绿色环保，不使用重金属和其他有害的化学物质。

目前超级电容器电极材料主要有：碳材料、金属氧化物、导电聚合物，其中铁氧体材料具有比容量高和电化学循环稳定性优异的特点，但是其电荷转移阻力大，导电性较差，并且比电容值较小，导致倍率性能低，降低了镍钴铁氧体的电化学性能，限制镍钴铁氧体其在超级电容器电极材料上的应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于聚苯胺-镍钴铁氧体的超级电容器，解决了镍钴铁氧体材料电荷转移阻力大，导电性较差，并且比电容值较小，导致倍率性能低，降低了镍钴铁氧体的电化学性能的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于聚苯胺-镍钴铁氧体的超级电容器及其制法，包括以下按重量分数计的配方原料：15-30份镍钴铁氧体、30-35份2,6-二羧基苯胺、8-10份氧化剂、12-15份金属络合剂、20-25份多壁碳纳米管，制法包括以及以下实验药品：无水氯化钴、无水氯化镍、柠檬酸钠、铁氰化钾、蒸馏水、氢氧化钠、无水乙醇。

优选的，所述2,6-二羧基苯胺、无水氯化钴、无水氯化镍、柠檬酸钠、铁氰化钾、蒸馏水、氢氧化钠、无水乙醇均为化学分析纯。

优选的，所述镍钴铁氧体分子式为Ni_0.25-0.45Co_0.55-0.75Fe₂O₄，制备方法如下所示：