[发明专利]一种氢氧化镍复合电极材料的制备方法

说明书

为了解决现有技术存在的氢氧化镍容量不高的问题，本发明提供一种氢氧化镍复合电极材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：氧化石墨烯分散液制备、泡沫镍清洗、氧化石墨烯包裹泡沫镍制备、电沉积、电化学活化，本发明首次提出运用氧化石墨烯而非石墨烯对泡沫镍表面进行修饰，进而有效解决了氢氧化镍电沉积过程中易发生团聚的问题，提升了氢氧化镍的电化学活性，制得了高活性氢氧化镍材料。本发明得到氢氧化镍复合电极材料电池容量高，且导电性能优异。

技术领域

本发明涉及电极材料领域，具体涉及一种氢氧化镍复合电极材料的制备方法。

背景技术

随着世界对新能源技术需求的高速增长，对大容量、高功率、高能量密度、长使用寿命的新能源器件如超级电容器、锂电池等的需求也变得越来越大。而实现新能源器件这些新能的关键在于电极材料的容量问题。因此，设计和获得大容量电极材料成为了当前新能源器件开发的重点。

由于氢氧化镍拥有超高的理论容量，因此其被广泛开发用于超级电容器和锂电池。然而，虽然氢氧化镍拥有超高的理论容量，但是实际应用过程中很难获得高的容量，因此限制了其在实际中的进一步应用。

为了提升氢氧化镍的容量，人们通过水热法/溶剂热法、电沉积等方法对氢氧化镍进行形貌调控、掺杂，构筑形成了不同形貌、不同维度的三维多孔结构、多孔薄膜结构或层状三维结构。尤其，电沉积法由于过程简单易控、重现性好，且生长的活性物质均匀性好因此被广泛应用。

专利CN1105761951A一种超级电容器用三维氧化镍/石墨烯复合材料的制备方法，该发明以具有三维立体网状结构的泡沫镍集流体为基体，通过水热法在其骨架上直接生长出氢氧化镍纳米片，改善了镍纳米颗粒容易团聚这一问题。用化学沉积法在氧化镍表面生长石墨烯，结合了氧化镍比较大的赝电容和石墨烯比较大的比表面积，制备了三维氧化镍/石墨烯复合材料，其比电容在109-123F/g。

专利CN1102354609A制备超级电容器用石墨烯-氢氧化镍复合电极材料的方法，该发明首先以等离子体增强化学气相沉积作为手段，以甲烷和氢气作为反应气体，制备出低缺陷的原位生长石墨烯衬底，再利用电化学沉积的方式，沉积氢氧化镍活性层，从而实现复合。在CV测试下，5mV/s扫描速度时，比电容最高为1918F/g。

可见，现有技术制备的氢氧化镍复合电极，拥有较为致密的结构，很难获得理想的高活性，致使容量较低。因此，如何更加有效地提高氢氧化镍复合电极的容量成为了一个至关重要的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的氢氧化镍复合电极容量不高的问题，本发明提供一种氢氧化镍复合电极材料的制备方法，其获得的电池容量高，且导电性能优异。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种氢氧化镍复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、氧化石墨烯分散液制备：利用以鳞片石墨为前驱体，通过化学剥离法，制备得到氧化石墨，经超声剥离制得氧化石墨烯分散液；

S2、泡沫镍清洗：将泡沫镍依次通过丙酮、稀盐酸、无水乙醇、去离子水进行清洗，然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；

S3、氧化石墨烯包裹泡沫镍制备：取泡沫镍浸泡于氧化石墨烯分散液中一段时间，后干燥制得氧化石墨烯包裹的泡沫镍；

S4、电沉积：利用三电极体系，以氧化石墨烯包裹的泡沫镍为基底，硝酸镍溶液为电沉积液进行电沉积，制得氢氧化镍/氧化石墨烯/泡沫镍复合电极材料；

S5、电化学活化：利用三电极体系，以碱溶液为电解质溶液，以氢氧化镍/氧化石墨烯/泡沫镍复合电极材料为工作电极进行电化学活化，制得电活化氢氧化镍/氧化石墨烯/泡沫镍复合电极材料。