[发明专利]一种海胆状微球钴镍基电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种海胆状微球钴镍基电极材料，其特征在于：以硝酸钴、硝酸镍和尿素为原料进行第一次水热反应，然后采用二段煅烧法进行煅烧，再与硝酸钴、硝酸镍、尿素进行第二次水热反应，即可得到由钴镍氧化物和层状双金属钴镍氢氧化物构成，呈海胆状微球结构的钴镍基电极材料。

2.根据权利要求1所述的海胆状微球钴镍基电极材料，其特征在于：所述海胆状微球结构由微球和片层结构构成，所述微球由双金属调控得到钴镍基氢氧化物微球，并在此基础上，通过煅烧获得钴镍氧化物微球；所述片层结构由水热反应原位生长层状双金属钴镍氢氧化物构成。

3.一种海胆状微球钴镍基电极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，钴镍氢氧化物微球NiCo-OH的制备，将六水硝酸镍、六水硝酸钴与尿素加入到水中混合搅拌，直到水溶液变得均匀澄清透明，然后，在一定条件下进行第一次水热反应，反应完毕后将所得产物在一定条件下进行离心洗涤后，再一定条件下进行干燥，即可得到钴镍氢氧化物微球，命名为NiCo-OH；

步骤2，钴镍氧化物微球NiCo-O的制备，采用二段煅烧法，将步骤1所得NiCo-OH，先在氮气条件下进行第一段煅烧，再在空气条件下进行第二段煅烧，即可得到钴镍氧化物微球，命名为NiCo-O；

步骤3，层状双金属钴镍氢氧化物NiCo-LDH的原位制备和负载，将六水硝酸镍、六水硝酸钴和尿素加入到水中混合搅拌，直到水溶液变得均匀澄清透明，再加入步骤2所得NiCo-O，均速搅拌，然后，在一定条件下进行第二次水热反应，反应完毕后将所得产物在一定条件下进行离心洗涤后，再在一定条件下进行干燥，即可得到钴镍基海胆状微球材料，命名为NiCo-O/NiCo-LDH。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1六水硝酸镍、六水硝酸钴和尿素的物质的量之比为4:1:10；

所述步骤1第一次水热反应的条件为，水热温度为115-125 ℃，水热时间为4-6 h；

所述步骤1离心洗涤的条件为，离心转速为5000 r，离心时间为5 min；

所述步骤1干燥的条件为，干燥温度为40-60 ℃，干燥时间为8-12 h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2第一段煅烧的条件为，煅烧温度为300-350 ℃，煅烧时间为2-3 h；所述步骤2第二段煅烧的条件为，煅烧温度为300-350 ℃，煅烧时间为2-3 h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤3六水硝酸镍、六水硝酸钴和尿素的物质的量之比为4:1:10；

所述NiCo-O的质量与六水硝酸镍、六水硝酸钴质量之和的比值为1：30；

所述步骤3第二次水热反应的条件为，水热温度为115-125 ℃，水热时间为4-6 h；

所述步骤3离心洗涤的条件为，离心转速为5000 r，离心时间为5 min；

所述步骤1干燥的条件为，干燥温度为40-60 ℃，干燥时间为8-10 h。

7.一种海胆状微球钴镍基电极材料作为超级电容器的应用，其特征在于：在0-0.5 V范围内充放电，在放电电流密度为1 A/g时，比电容为1400-1500 F/g；10 A/g相对于1 A/g下的电容保持率达到73%。

8.一种海胆状微球钴镍基电极材料作为超级电容器的应用，其特征在于：组装的非对称超级电容器器件NiCo-O/NiCo-LDH//AC，以6M KOH为电解质，在0-1.6 V范围内充放电，在功率密度为807 W/kg，能量密度最高可达到26 Wh/kg。