[发明专利]一种V2

说明书

本发明涉及超级电容器技术领域，且公开了一种V₂O₅负载氮‑硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料，包括以下配方原料及组分：V₂O₅纳米空心微球、双硫腙‑聚苯乙烯多孔微球。该一种V₂O₅负载氮‑硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料，空心结构和多孔结构的纳米V₂O₅微球具有很大比表面积和丰富电化学活性位点，氨基化聚苯乙烯多孔微球和双硫腙进行交联反应，将丰富的氮和硫元素引入苯乙烯多孔微球的分子链中，得到V₂O₅负载氮‑硫双掺杂多孔碳活性电极材料，孔隙结构丰富，比表面积巨大，与电解液具有良好的润湿性，充分暴露出大量的电化学活性位点，使V₂O₅负载氮‑硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料表现出优异的导电性和实际比电容。

技术领域 本发明涉及超级电容器技术领域，具体为一种V₂O₅负载氮-硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料及其制法。

背景技术

超级电容器是一种介于传统电容器和蓄电池之间的新型储能装置，可以分为双电层电容器和法拉第准电容器，同时具有快速充放电特性和储能特性，具有功率密度大，电容量高，使用寿命长等优点，超级电容器可以很好地替代传统的化学电池，并且在太阳能能源系统、风力发电系统和新能源汽车等方面具有广泛的应用前景，而超级电容器的电极活性材料是决定超级电容器电化学性能的关键因素。

目前的超级电容器电极材料主要有碳材料类电极材料，如纳米碳纤维、石墨烯、碳纳米管等，其比表面积和孔结构对碳电极材料的内电阻和比容量有很多的影响；过渡金属氧化物电极材料，如RuO₂、MnO₂、Co₃O₄等，其中 V₂O₅具有理论比电容高、廉价易得等优点，是一种非常具有发展前景的超级电容器活性电极材料，但是V₂O₅导电性能很差，不利于电子在电极材料中的传输和扩散，并且V₂O₅的比表面积不高，导致电化学活性位点不足，降低了V₂O₅电极材料的实际比电容。

(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V₂O₅负载氮-硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料及其制法，解决了V₂O₅电极材料导电性能较差和电化学活性位点不足的问题。

(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V₂O₅负载氮-硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料，包括以下原料及组分：V₂O₅纳米空心微球、双硫腙-聚苯乙烯多孔微球，两者质量比为6-15:1。

优选的，所述V₂O₅负载氮-硫双掺杂多孔碳超级电容器电极材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、葡萄糖和偏钒酸铵，搅拌溶解后将溶液倒入水热反应釜中，置于烘箱中加热至160-200℃，将溶液冷却至室温，过滤溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，干燥后将固体产物置于马弗炉中，升温速率为2-5℃/min，升温至380-420℃，保温煅烧3-5h，制备得到 V₂O₅纳米空心微球。

(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、分散剂聚乙烯醇、苯乙烯和二乙烯基苯，置于油浴锅中加热至80-90℃，在氮气氛围下缓慢滴加引发剂过氧化二苯甲酰，匀速搅拌反应3-10h，将溶液离心分离除去溶剂，使用乙醇洗涤固体产物并干燥，制备得到聚苯乙烯-聚二乙烯苯多孔微球。