[发明专利]一种膜包覆颗粒突起状NiSe/NF电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种膜包覆颗粒突起状NiSe/NF电极材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：以泡沫镍为基片和镍源，硒粉为硒源，一定比例的高沸点二乙烯三胺(206.7℃)、低沸点酒精(78.3℃)和高沸点乙二醇(197.3℃)组成混合溶液，同时调节反应时间，可有效调控反应釜内的压力和活性材料负载量，实现在较低温度和短的时间一步溶剂热法合成独特、新颖的膜包覆纳米和微米颗粒突起状NiSe/NF三维分层结构电极材料。该电极具有高的比表面积、大量活性位点和良好结构稳定性，表面的细小裂纹有利于电解液快速地渗入/渗出，使活性材料充分参与赝电容反应，是一种同时具有高面积/质量比电容和倍率性能的超级电容器电极材料。

技术领域

本发明属于超级电容器纳米电极材料技术领域，涉及一种膜包覆颗粒突起状NiSe/NF电极材料及其制备方法和应用，具体为泡沫镍(NF)原位生长膜包覆颗粒突起状NiSe电极材料及其制备方法和在超级电容器电极材料方面的应用。

背景技术

伴随经济飞速发展，传统不可再生化石能源大量使用，而排放出大量CO₂等气体产生温室效应，造成的全球变暖、两极冰川融化和气候突变和极端天气等问题日益严重，各国大力发展太阳能和风能等绿色可再生能源，但它们的间歇性带来电网波动是一个突出问题。因此，开发环境友好、可再生的新型能量存储与转换装置迫在眉睫。超级电容器作为一种新型储能装置，具有充电速度快、功率密度高、使用寿命长、绿色环保和免维护等优点，在电动/混动汽车、储能式轨道车辆、轨道交通制动能量回收系统、重型机械、导弹装备、航天航空等领域具有广泛应用前景。然而，目前碳基超级电容器的能量密度远低于锂电池，不能满足对高性能存储器件的需求。

超级电容器依据储能机理不同分为物理吸附电荷的双电层电容器和发生氧化还原反应的赝电容器，后者容量和能量密度远高于前者。目前研究的赝电容器电极材料主要有过渡金属(氢)氧化物、过渡金属硫化物和过渡金属硒化物等，其中以NiSe、Ni₃Se₂和CoSe为代表的过渡金属硒化物，由于具有比其相应的氧化物和硫化物更好的导电性和更优越的电化学性能而成为当前的研究热点。