[发明专利]一种电极材料制备方法、电极材料及电容器

说明书

本发明提供了一种电极材料制备方法，所述方法包括如下步骤：S1：制备球状钴镍配合物；S2：将S1获得的钴镍配合物钴镍配合物加入充满KOH溶液的四氟乙烯反应釜中加热反应，得所制备的电极材料。本发明所提供的电极材料的制备方法，摆脱了现有氢氧化钴镍电极材料前驱体的局限性，可以直接实现高稳定性氢氧化钴捏电极材料的合成，相比于传统的先生成氢氧化物再复合高稳定性材料的方法，更加简单高效，所制得的复合材料拥有更优异的电化学性能；配合物碱解后的氢氧化物能保持配合物前驱体的形貌，因此能更加方便的进行氢氧化物的形貌调控。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种电极材料制备方法、电极材料及电容器。

背景技术

为解决能源短缺和环境污染问题，环保可持续的新能源备受关注，相应地，研发高性能，低成本的能量存储设备成为当下研究的热点。在众多能源存储器件中，超级电容器凭借其快速充电和超高的功率密度优势备受研究者青睐，在便携式电子设备和混合动力汽车等领域受到广泛关注，有望成为下一代主流储能设备。而在超级电容器实际生产应用中，其相对较差的稳定性和能量密度极大的限制了发展。因此，大比电容和高稳定性的电极材料的制备成为关键。

金属氢氧化物凭借其高的理论比电容(3500-4600F/g)以及在能源存储实际应用中的优异表现，备受研究者关注，尤其是作为超级电容器电极材料。作为其中的典型代表氢氧化钴和氢氧化镍由于其优异的电化学表现受到了研究者广泛的关注。在实际研究测试中，氢氧化钴镍往往展现出比其他钴镍基的衍生物(硫化钴镍，磷化钴镍，硒化钴镍等)更优越的比电容，但稳定性函待提高。

现有技术中，解决这一问题的方法之一是对层状氢氧化钴镍进行离子插层，通过增加层间距进而降低氢氧根离子吸脱附过程中的阻力，从而获得高稳定性的氢氧化钴镍。通过偏硼酸离子的插层，成功扩大了层间距，并且该材料在0.5A/g下拥有1668F/g的比电容，以及循环10000次仍能保持最初容量的84％，相比于之前容量提高了600F/g左右，稳定提高了33％，但这种方法对氢氧化钴镍前驱体材料要求很高且对处理过程要求严格。

解决这一问题的另一方法是选取钴镍掺杂的MOF(金属有机框架物)为前驱体，通过液相碱解进程，实现配体离子与氢氧根离子的交换，实现能充分利用MOF结构的氢氧化钴镍的合成，该法合成的氢氧化钴镍复合材料在0.5A/g下拥有1235.9F/g的比电容，以及循环10000次仍能保持最初容量的73％，展现出了良好的电化学性质。但这种方法，难以实现MOF中配体离子的完全交换，因此无论是稳定性还是比电容都差强人意。

第三种常用的方法是将高稳定性的电极材料与氢氧化钴镍复合，Mei等人利用水热法成功的将氢氧化钴镍转换为氢氧化钴镍与钴酸镍的复合材料，该复合材料在5A/g的电流密度下具有1315F/g的比电容，且在该电流密度下循环10000次仍旧能保持最初容量的90.7％，相比于单纯的氢氧化钴镍稳定性提高了近一倍，但这种方法繁琐，不易控制，难以实现大规模应用。

综上所述，上述方法中，对氢氧化钴镍材料的优化，均无法真正简单高效地上解决氢氧化钴镍稳定性的问题，并且上述方法对处理过程要求严格，难以实现大规模应用。因此，提供一种能简单实现具有大比电容，高稳定性的氢氧化物，对大规模制备超级电容器电极材料具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电极材料制备方法、电极材料及电容器。

本发明的目的在于，提供一种电极材料制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1：制备球状钴镍配合物；

S2：将S1获得的钴镍配合物钴镍配合物加入充满KOH溶液的四氟乙烯反应釜中加热反应，得所制备的电极材料。

本发明所提供的电极材料制备方法，还具有这样的特征，所述S1包括如下步骤：