[发明专利]一种三价镍掺杂的镍基水滑石纳米片及其制备方法和在超级电容器中的应用

摘要

本发明公开了镍基电极材料中一种高活性三价镍金属掺杂的纳米镍基水滑石材料及其制备方法。本发明采用微乳限域合成方法，相比传统制备方法，制备条件温和且易于工业化放大，为三价镍材料合成提供了一种切实可行的方法和思路。本发明合成的三价镍掺杂水滑石材料，在超级电容器方面展现了极其优越的电容量，达到2810F/g(1.5A/g条件下)，是不含三价镍水滑石材料(100F/g)的二十八倍；且在大电流下，依旧保持有非常好的充放电效果，且稳定性优越。本发明合成的三价镍掺杂的系列超级电容器电极材料，大大优于传统Ni基电极材料，且合成方法简单，操作简便，工艺简单，易于大规模生产。

主权项

一种三价镍掺杂的镍基水滑石纳米片在超级电容器中的应用，其特征在于，所述三价镍掺杂的镍基水滑石纳米片具有如下化学式I：[Ni2+1‑x‑1.5y Ni3+yM3+x(OH)2]x+·(An‑)x/n·mH2O（I）式I中，M3+选自Al3+、Mn3+、Co3+和Fe3+中的一种或几种；An‑是NO3‑ 或CO32‑；0.16≤x≤0.50；0.01≤y≤0.56；n为阴离子的化合价数，m为结晶水数量，0.5≤ m ≤9；所述的三价镍掺杂的镍基水滑石纳米片的制备方法包括如下步骤：1)配制微乳液；2)向步骤1)制得的微乳液中加入镍盐，待镍盐完全溶解后加入三价金属盐；3)待步骤2)中的三价金属盐溶解后加入沉淀剂得混合液；4)将步骤3)的混合液晶化回流；5)待步骤4)中的晶化回流完成后，抽滤得到产物，洗涤产物，干燥即得三价镍掺杂的镍基水滑石纳米片；步骤2)所述镍盐选自硝酸镍或氯化镍，所述三价金属盐选自硝酸铝、氯化铝、硝酸锰、氯化锰、硝酸钴、硝酸铁或氯化铁；所述应用的方法为：将所述镍基水滑石纳米片与导电剂炭黑、粘合剂聚四氟乙烯超声共混，混合物按质量比80%：15%：5%混合，将混合物滴涂于泡沫镍表面，烘干压片待测；测试在碱液中进行，采用三电极电化学手段测定。