[发明专利]基于钴基材料的超级电容器

说明书

本发明涉及基于钴基材料的超级电容器，属于超级电容器技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种低成本的基于钴基材料的超级电容器。该超级电容器，包括电解液和电极材料，其中，所述电解液中添加铁氰化钾，所述电极材料为钼酸钴、钒酸钴、硼化钴、氢氧化钴或氧化钴。本发明通过电解液添加剂[K₃Fe(CN)₆]与电极材料的相互配合，提高了电极的导电率，电容器输出比容量明显提高，显著提高复合材料的比电容。且该超级电容器的制备方法简单，原料易得，热稳定性好，循环性能优异。

技术领域

本发明涉及基于钴基材料的超级电容器，属于超级电容器技术领域。

背景技术

超级电容器是一种个常见的电化学储能体系，具有充放电效率高、工作温度范围宽、使用寿命长、绿色环保等优点，被广泛应用于人们日常生活的各方面比如刹车体系、后备电源等。

超级电容器主要由正极材料、负极材料、集流体、隔膜、以及电解液组成。电极材料是重要的构成元件，其电化学性能的优劣会直接影响超级电容器的整体性能。电解液的选择对超级电容器的性能同样也有很大的影响。因为只有当电解液能够稳定存在的时候，超级电容器才能正常使用。目前虽然超级电容器的电化学性能得到了很大的提升，但超级电容器在实际应用方面仍然不是很理想，需要进一步提高其电化学性能。

申请号为201310051022.6的中国发明专利公开了一种石墨烯/氢氧化钴-铁氰化钾/氢氧化钾超级电容器储能电极体系的制备方法，该方法是采用化学气相沉积法在泡沫镍上沉积石墨烯，在用电沉积在石墨烯基底上生长出氢氧化钴，并且在电解液中添加铁氰化钾，从而提高超级电容器的电性能。该专利仅针对氢氧化钴单一电极具有一定提升作用，且需要气相沉积和电沉积，工艺复杂，原料中需用到石墨烯来提升导电性，石墨烯的价格昂贵，成本较高。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种低成本的基于钴基材料的超级电容器。

本发明基于钴基材料的超级电容器，包括电解液和电极材料，其中，所述电解液中添加铁氰化钾，所述电极材料为钼酸钴、钒酸钴、硼化钴、氢氧化钴或氧化钴。

在本发明的一个实施方式中，所述电解液中，铁氰化钾的浓度为0.05mol/L以下。

在本发明的一个实施方式中，所述电解液中，铁氰化钾的浓度为0.01～0.05mol/L。在一个具体的实施方式中，铁氰化钾的浓度为0.03～0.05mol/L。在一个具体的实施例中，铁氰化钾的浓度为0.04mol/L。

在本发明的一个具体实施方式中，电解液为铁氰化钾和氢氧化钾的混合溶液，且氢氧化钾的浓度为1～3mol/L。

在本发明的一个具体实施例中，氢氧化钾的浓度为2mol/L。

在本发明一个实施方式中，所述电极材料采用水热法制备得到。

在本发明的一个实施方式中，所述电极材料采用包括以下步骤的制备方法制备而成：

a、清洁泡沫镍；

b、称取制备电极材料的反应物，并按理论用量混合，将其溶解在水中，放入泡沫镍，于60～150℃反应，得到电极材料。

在本发明一个实施方式中，a步骤中，采用盐酸、丙酮、去离子水中的至少一种来清洁泡沫镍。

在本发明一个实施例中，电极材料为钼酸钴，所述反应物为氯化钴和钼酸钠。采用氯化钴和钼酸钠反应，可以得到钼酸钴CoMoO₄。

在本发明另一个实施例中，电极材料为钒酸钴，所述反应物为氯化钴和钒酸钠。采用氯化钴和钒酸钠反应，可以得到钒酸钴。

在本发明另一个实施例中，电极材料为硼化钴，所述反应物为氯化钴、硼氢化钠和氢氧化钠。采用氯化钴、硼氢化钠和氢氧化钠反应，可以得到硼化钴。