[发明专利]一种三维花球状结构钼酸钴/钴酸镍复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种三维花球状结构钼酸钴/钴酸镍复合材料的制备方法，是以硝酸钴、硝酸镍作为钴源、镍源，钼源，通过调节钼源、镍源与钼源三者的原子配比，来控制CoMoO₄与NiCo₂O₄复合的摩尔比，对CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料形貌的控制，得到了三维花球状结构的CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料。该结构能充分利用三维花球的表面积，同时花球片层有序排列形成的空隙也能更好地缓解电化学反应中离子脱出和嵌入带来的形变，有效提高了其电化学性能及其稳定性，同时，过渡金属氧化物含有多重价态，因双金属间的协同作用使其具有更优异的电化学性能，可进一步提高电极材料的储能性能。因此，本发明的复合材料在制备超级电容器的实际应用中具有广阔的前景。

技术领域

本发明涉及一种三维花球状结构钼酸钴/钴酸镍复合材料的制备方法，可作为电极材料应用于超级电容器中，属于复合材料技术领域及储能应用领域。

背景技术

近年来，超级电容器(SC)作为一种高效清洁的能源存储元件，因兼具传统电容器的大放电功率和电池的高能量密度等优势，受到科研以及工业领域的广泛关注。超级电容器的综合性能目前位于传统电介质电容器和电池之间。由于超级电容器具备充电速度快，功率密度高，循环使用寿命长，安全环保等特点，使得它在商业，工业，航空航天等领域都具有重要应用前景。小型或者微型超级电容器在医疗上有应用价值，大型超级电容器在发电系统方面也得到了运用。此外，超级电容器在交通方面，尤其是新能源混合动力电动汽车受到了极大的关注。电极材料是决定电容器性能的关键因素，因此超级电容器电极材料的制备具有十分重要的意义。

与依靠离子的物理吸附/解吸来存储能量的碳基材料相比，赝电容活性材料因其界面可逆的法拉第反应而具有更高的比电容和能量密度。然而，由于伪电容器的不稳定性和较低的电容值（与理论电容相比），理论和应用之间存在巨大差距。因此，当前的工作集中在高性能电极材料的开发上。在过渡金属氧化物中，相比于单金属氧化物，通过合成双金属氧化物能够进一步的提高导电性，并且随着材料电导率的提高，双金属氧化物电极材料中电子传导的速率随之加快，从而使赝电容电极材料的倍率性能得到显著改善。同时，双金属氧化物的结构中往往含有更丰富的法拉第氧化还原活性位点，因而双金属氧化物的赝电容性能也比相应的单金属氧化物要高的多。因此，将钴镍原子同时引入三维花球状结构CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料中应当可以大大提高电极材料的电容性能，并可进一步应用到超级电容器中。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异电容性能的三维花球状结构CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料的制备方法。

一、三维花球状结构CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料的制备

本发明三维花球状结构CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料的制备方法，是先将钴源和镍源和钼源分别充分溶解于超纯水中得到澄清的混合溶液，再将混合溶液转移到水热反应釜中，于180~185℃下反应12~12.5 h；反应产物经过洗涤，于60~80℃下干燥10~12h，得到CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料前体；然后将前体在Ar气氛围下，以1~2℃/min的升温速度升温至350~355℃，煅烧2~2.5h，得到三维花球状结构CoMoO₄/NiCo₂O₄复合材料；