[发明专利]一种超级电容器电极材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硝酸铁以及钼酸钠、十二烷基氨基丙酸依次加入到丙三醇和乙醇溶液中，超声混合均匀，进行溶剂热反应；结束后将产物用去离子水和乙醇离心洗涤；(2)将步骤(1)的产物溶于去离子水中，随后加入钼盐和镍盐和PVP，超声混合均匀后，转移到水热釜中进行超声水热反应；(3)将步骤(2)的产物于300‑450℃下进行高温热处理，得到空心核壳结构的Fe₂Mo₃O₈‑NiMoO₄，将该复合材料应用于超级电容器，表现出较高比电容、优异的倍率性能以及循环稳定性。

技术领域

本申请涉及超级电容器技术领域，尤其是涉及一种超级电容器电极材料、制备和应用。

背景技术

由于能源危机的日趋严重化，以及过度依赖化石能源以维持工业生产等社会活动所以发的一系列环境问题，探索全新的，可持续发展的，可再生的，并且具备一定程度环境友好型特质的可替代能源及能源存储系统迫在眉睫。超级电容器是一种介于蓄电池和传统电介质电容器之间的新型储能装置，其通过电解质离子与电极之间的氧化还原反应或双电层效应来实现电荷储存，超级电容器具有高功率密度、电容量大、充放电效率快、使用寿命长等优点，对环境污染小，是一种应用前景广阔的绿色能源电化学装置。作为影响超级电容器性能的核心因素，电极材料的选取至关重要，过渡金属氧化物物理论电容高，被认为是非常有前景的一类电极材料，然而常规的过渡金属氧化物容易团聚，比表面积较低，导致材料的利用率不高，因此通过合理设计材料的微观形貌结构，提高过渡金属氧化物材料的电化学性能是非常有必要的。

发明内容

本发明通过溶剂热-超声水热方法，制备出空心核壳结构的Fe₂Mo₃O₈-NiMoO₄，有效地增加电极材料的比表面积和电解液的接触面积，从而改善电极材料储能性能。

一种超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤

(1)将硝酸铁以及钼酸钠、十二烷基氨基丙酸依次加入到丙三醇和乙醇溶液中，超声混合均匀，进行溶剂热反应；结束后将产物用去离子水和乙醇离心洗涤；

(2)将步骤(1)的产物溶于去离子水水中，随后加入钼盐和镍盐和PVP，超声混合均匀后，转移到水热釜中进行超声水热反应，超声功率为200-300w；

(3)将步骤(2)的产物于300-450℃下进行高温热处理，得到空心核壳结构的Fe₂Mo₃O₈-NiMoO₄空心球。

优选的，丙三醇和乙醇的体积比例为1：(1-2)；

优选的，溶剂热的反应温度为180-200℃；反应时间为10-20h；

优选的，水热的反应温度为180-200℃；反应时间为10-20h；

优选的，热处理的时间为30-60min；

优选的，硝酸铁以及钼酸钠摩尔比为2:3，钼盐和镍盐摩尔比为1:1。

技术效果：

本发明制备的为Fe₂Mo₃O₈通过溶剂热法并调加入十二烷基氨基丙酸控材料微观形貌，形成纳米空心结构，电极材料的比表面积得以增加，因此，电极材料与电解液的接触面积增大，提高了锂离子的传输效率，通过引入PVP并且水热过程中持续超声，避免了NiMoO₄颗粒的迅速长大，纳米的NiMoO₄可以均匀的负载于Fe₂Mo₃O₈的外表面，两者形成异质结加快了电荷转移速率，具有较高比电容、优异的倍率性能以及循环稳定性。