[发明专利]一种空心镍棒/碳球阵列电极的制备方法

摘要

一种空心镍棒/碳球阵列电极的制备方法，它涉及一种电极的制备方法。本发明的目的是为了解决CNSs都是作为颗粒粉体应用，而难于组装成自支撑阵列，不能实现核壳结构柔性电极的问题。方法一、制备表面负载ZnO微米棒阵列的镍片；二、制备表面负载核壳结构的ZnO/Ni微米棒阵列的镍片；三、制备表面负载核壳结构的Ni/C微米棒阵列的镍片，得到的表面负载核壳结构的Ni/C微米棒阵列的镍片，即为空心镍棒/碳球阵列电极。在50mA g‑1的电流密度下，本发明制备的空心镍棒/碳球阵列电极的容量高达170mAh g‑1。本发明适用于制备空心镍棒/碳球阵列电极。

主权项

一种空心镍棒/碳球阵列电极的制备方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、制备表面负载ZnO微米棒阵列的镍片：①、首先使用丙酮对镍片超声清洗3次～5次，再使用无水乙醇对镍片超声清洗3次～5次，再将其烘干，得到洁净的镍片；步骤一①中所述的镍片的厚度为0.15mm～0.5mm；②、将ZnNO3·6H2O加入到去离子水中，再进行超声分散15min～20min，再加入质量分数为25％～28％的氨水，得到混合溶液A；步骤一②中所述的ZnNO3·6H2O的物质的量与去离子水的体积比为0.005mol:(50mL～60mL)；步骤一②中所述的ZnNO3·6H2O的物质的量与质量分数为25％～28％的氨水的体积比为0.005mol:(10mL～20mL)；③、将聚酰亚胺胶带粘贴到步骤一①中得到的洁净的镍片的一个表面上，再浸入到步骤一②中得到的混合溶液A中，再在温度为90℃下反应6h～8h，取出后使用蒸馏水进行冲洗3次～5次，得到表面负载ZnO微米棒阵列的镍片；二、制备表面负载核壳结构的ZnO/Ni微米棒阵列的镍片：①、将NiSO4和NH4Cl加入到去离子水中，再进行超声分散15min～20min，得到混合溶液B；步骤二①中所述的NiSO4的物质的量与去离子水的体积比为0.005mol:(80mL～120mL)；步骤二①中所述的NH4Cl的物质的量与去离子水的体积比为0.001mol:(80mL～120mL)；②、将步骤一中得到的表面负载ZnO微米棒阵列的镍片作为工作电极，镍片作为对电极，将工作电极和对电极浸入到步骤二①中得到的混合溶液B中进行电沉积，然后将负载ZnO微米棒阵列的镍片取出，再使用蒸馏水冲洗3次～5次，得到表面负载核壳结构的ZnO/Ni微米棒阵列的镍片；步骤二②中所述的电沉积是在电化学工作站上完成的，其中电流密度为2.0～3.0mA cm‑2，电沉积时间为250s～350s；三、制备表面负载核壳结构的Ni/C微米棒阵列的镍片；①、将葡萄糖加入到去离子水中，再进行超声分散15min～20min，得到混合溶液C；步骤三①中所述的葡萄糖的物质的量与去离子水的体积比为0.2mol:(80mL～120mL)；②、将步骤二中得到的表面负载核壳结构的ZnO/Ni微米棒阵列的镍片贴有聚酰亚胺胶带的面固定在载玻片上，再按含有核壳结构的ZnO/Ni微米棒阵列向下的形式浸入到装有混合溶液C的聚四氟乙烯内胆中，再将聚四氟乙烯内胆放入到高压反应釜中；③、将高压反应釜在温度为150℃～200℃下反应2h～5h，再冷却至室温，得到反应物；将反应物取出，再使用蒸馏水冲洗3次～5次，再将反应物在氩气气氛和温度为450℃～550℃下热处理40min～90min，得到表面负载核壳结构的Ni/C微米棒阵列的镍片，即为空心镍棒/碳球阵列电极。