[发明专利]一种NiCo-LDH纳米材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种NiCo‑LDH纳米材料的制备方法及其应用，该方法包括：将镍源和钴源按照比例溶解于异丙醇、丙三醇组成的混合溶液中，进行超声及搅拌处理至充分溶解；将获得的体系置于烘箱中，于170‑190℃下反应6‑10h，自然冷却；收集反应所得的镍钴双金属氢氧化物产物，经过离心洗涤除去多余杂质，干燥得到NiCo‑LDH纳米球。通过本发明方法制备的镍钴双金属氢氧化物具有直径为纳米级别的球状结构，具有较大比表面积，增加了电极材料和电解液的接触面积，有利于离子的快速传输；同时球状结构在充放电循环过程中不易塌陷或团聚，因此作为超级电容器电极材料，NiCo‑LDH表现出高比电容及良好的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种NiCo-LDH纳米材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着经济的快速发展，现代社会对于能源的需求越来越迫切，其中能源的转化和储存是现阶段最重大的课题之一，尤其是在移动电子设备和新能源汽车快速发展的今天，高效的储能器件是实现新能源广泛运用的前提。近年来，对于可移动储能器件的提出了新的需求，即同时拥有高比能量和高比功率。基于这个需求，拥有相对较高的能量密度和较高功率密度的超级电容器吸引了人们的目光。

超级电容器作为一种新型储能装置，具有功率密度高，充放电速率快和循环寿命长等诸多优势。然而，和其他储能器件相比，超级电容器的能量密度较低限制了其大规模应用。制备具有高容量的电极材料是提升超级电容器能量密度的有效途径之一。其中，镍钴层状双金属氢氧化物作为超级电容器电极材料具有丰富的氧化还原活性，环境友好，理论比容量高等优势而被大量关注与研究。然而目前制备的NiCo-LDH电极材料存在形貌不均匀，团聚严重等问题导致在充放电过程中电容较低或衰减较快。因此，使用成本低廉，操作方便的手段合成具有良好电化学性能(高比电容和良好的循环稳定性)的NiCo-LDH电极材料具有重要意义。

目前合成具有纳米结构并能实现良好储能性能的镍钴双金属氢氧化物的方法主要有水热法，模板法，导电基底原位生长法，电化学沉积等，然而这些方法制备过程复杂，成本较高，不适合大规模生产；另外，通过相关方法获得的镍钴层状双金属氢氧化物粒径较大，比表面积小，且形貌不均一。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种NiCo-LDH纳米材料的制备方法及其应用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种NiCo-LDH纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将镍源和钴源按照比例溶解于异丙醇、丙三醇组成的混合溶液中，进行超声及搅拌处理至充分溶解；

2)将获得的体系置于烘箱中，于170-190℃下反应6-10h，自然冷却；

3)收集反应所得的镍钴双金属氢氧化物产物，经过离心洗涤除去多余杂质，干燥得到NiCo-LDH纳米球。

进一步地，如上所述的NiCo-LDH纳米材料的制备方法，所述镍源为可溶性镍盐，包括NiSO₄及其水合物、Ni(NO₃)₂及其水合物、NiCl₂及其水合物中的至少一种。

进一步地，如上所述的NiCo-LDH纳米材料的制备方法，所述钴源为可溶性钴盐，包括CoSO₄及其水合物、Co(NO₃)₂及其水合物、CoCl₂及其水合物中的至少一种。

进一步地，如上所述的NiCo-LDH纳米材料的制备方法，所述镍源和钴源的摩尔比为0.5-2：1。

进一步地，如上所述的NiCo-LDH纳米材料的制备方法，所述混合溶液中异丙醇、丙三醇的体积比为3-6：1。