[发明专利]一种基于四氧化三钴的水系非对称超级电容器的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于四氧化三钴的水系非对称超级电容器的制备方法，包括正极、负极和电解质溶液，所述正极材料为四氧化三钴纳米线阵列，所述负极为四氧化三钴/聚吡咯复合纳米线阵列，所述电解质溶液为水溶性电解质溶液；其制备方法包括如下步骤：（1）制备四氧化三钴正极；（2）制备四氧化三钴/聚吡咯复合材料负极；（3）以所述水溶性电解质溶液为基础组装成所述水系非对称超级电容器。本发明得到的四氧化三钴/聚吡咯能在负电位窗口工作，且质量比电容可以达到335.34F/g，是传统的活性炭负极材料的2~4倍，得到的水系非对称超级电容器的工作电压可达到1.4V，能量密度高，制备工艺简单，成本低。 1

主权项

1.一种基于四氧化三钴的水系非对称超级电容器的制备方法，以四氧化三钴纳米线阵列为正极，四氧化三钴/聚吡咯复合纳米线阵列为负极，氢氧化钾溶液为电解液制得，其特征在于，包括如下步骤：（1）四氧化三钴纳米线阵列的制备A超声清洗泡沫镍，以除去表面的氧化镍，得到清洗后的泡沫镍，其中清洗液为1M盐酸溶液；B将六水合硝酸钴和尿素加入去离子水中，充分搅拌至完全溶解，所述的六水合硝酸钴和尿素的摩尔比为1:5；C将配好的溶液倒入反应釜中，将洗净的泡沫镍放入其中，在60‑180℃下恒温加热4‑8h后取出，得到含有样品的泡沫镍；D取出泡沫镍，分别用去离子水和无水乙醇洗涤并干燥，然后放入马弗炉中煅烧，煅烧时间为30分钟，温度为200‑550℃，即得到四氧化三钴纳米线阵列；（2）四氧化三钴/聚吡咯复合纳米线阵列的制备：A配制吡咯单体和高氯酸钠水溶液的混合溶液作为电解液，使用电化学工作站的三电极体系以四氧化三钴纳米线阵列为工作电极，铂片电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，采用电化学沉积法，在恒电压条件下，使四氧化三钴纳米线阵列表面包覆均匀的聚吡咯层，其中吡咯单体和水的体积比为1:19，高氯酸钠的摩尔浓度为0.2M，电压范围为0.7‑0.92V，沉积时间为1‑16min；B将A得到的样品取出，用去离子水洗干净并干燥，即可得到四氧化三钴/聚吡咯复合纳米线阵列，聚吡咯均匀包覆在四氧化三钴纳米线阵列表面。