[发明专利]一种纳米钴酸镁及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米钴酸镁及其制备方法和应用，所述钴酸镁的XRD图谱在衍射角2θ为18.96±0.04°、31.2±0.1°、36.76±0.1°、38.46±0.04°、44.71±0.15°、55.53±0.1°、59.22±0.13°、65.08±0.02°、68.46±0.11°、73.94±0.1°、77.15±0.1°、78.21±0.5°处有特征峰，所述钴酸镁的微观形貌为纳米针，所述纳米针由多个纳米颗粒组成，所述纳米针的长度为1.1‑1.54μm，所述纳米针的平均直径为0.08‑0.10μm，所述纳米针上有孔隙。本发明提供的钴酸镁用作电极材料电流密度为25A/g时的倍率性能保持率分别为54‑63.8％，电流密度为25A/g循环10000圈，容量保持率为70.4‑98.5％，容量保持率高；循环10000圈，放电比容量为1005.3‑1449.92F/g，容量高；从而其可用于超级电容器。

技术领域

本发明属于电极材料制备技术领域，尤其涉及一种纳米钴酸镁及其制备方法和应用。

背景技术

钴酸镁是一种金属氧化物，由于其具有独特的组成以及可用的多重电位氧化态，因此 具有很高的理论容量，可达3122F·g^-1，是电极材料中的佼佼者之一，可作为电极材料而应 用于超级电容器中。超级电容器是一款介于传统电容器和电池之间的新型电子设备，它不 仅具有高能量密度、快速的充/放电行为，对环境友好型以及较长的循环寿命，而且还拥有 着比传统电容器更高的能量密度特性，比电池更高的功率密度性能。目前超级电容器已投 入了人们的生活中进行使用，小则有小型电子设备，大则交通运输，航天飞机等。无论是 哪种类型的设备都需要能源来维持，然而超级电容器低能量密度仍然是当今一个热门焦点， 而能量密度又取决于其所使用的电极材料，因此开发出一种高性能的电极材料长时间来续 航电子产品是具有重大意义。但实际的情况下，钴酸镁作为电极材料应用于电容器中，其 所获得的容量并不高。

发明内容

本发明提供了一种纳米钴酸镁及其制备方法和应用，以解决现有技术中钴酸镁容量低 的问题。

一方面，本发明提供了一种纳米钴酸镁，所述钴酸镁的XRD图谱在衍射角2θ为18.96 ±0.04°、31.2±0.1°、36.76±0.1°、38.46±0.04°、44.71±0.15°、55.53±0.1°、59.22±0.13°、65.08±0.02°、68.46±0.11°、73.94±0.1°、77.15±0.1°、78.21 ±0.5°处有特征峰，所述钴酸镁的微观形貌纳米针，所述纳米针由多个纳米颗粒组成，所 述纳米针的长度为1.1-1.54μm所述纳米针的平均直径为0.08-0.10μm，所述纳米针上有 孔隙。

另一方面，本发明提供了一种纳米钴酸镁的制备方法，所述方法包括，

将镁源、钴源、沉淀剂和结构合成剂与水混合后制备成混合溶液；

将所述混合溶液与预处理泡沫镍在120-130℃的温度下反应5-7h，获得前驱体；

将所述前驱体煅烧，获得所述钴酸镁。

进一步地，所述镁源、钴源、沉淀剂和结构合成剂的毫摩尔比例为1～10：2～10:1～15:1～ 5。

进一步地，所述镁源为如下任意一种：硝酸镁、醋酸镁、氯化镁。

进一步地，所述钴源为如下任意一种：硝酸钴、醋酸钴、氯化钴。

进一步地，所述沉淀剂为如下任意一种：尿素、草酸、碳酸盐，所述碳酸盐为如下任意一种：碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙。

进一步地，所述结构合成剂为氟化铵。

进一步地，所述方法还包括，

获得待处理泡沫镍；