[发明专利]基于NiS/N‑rGO与N‑rGO的水系非对称超级电容器

摘要

本发明基于NiS/N‑rGO与N‑rGO的水系非对称超级电容器，具体包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液。所述的NiS/N‑rGO（NiS/氮掺杂石墨烯）复合材料的正极材料、N‑rGO（氮掺杂石墨烯）负极材料采用溶剂热方法制得，电解液为碱性水溶性电解质溶液。本发明制备的NiS/N‑rGO//N‑rGO水系非对称超级电容器的工作电压范围可达1.6V，具有优异的能量密度和功率密度，而且制备工艺简单，操作方便，适合大规模生产，具有很好的应用前景。

主权项

基于NiS/N‑rGO与N‑rGO的水系非对称超级电容器，其特征在于：所述的电容器采用NiS/N‑rGO作为正极材料，N‑rGO作为负极材料，具体制备步骤如下：(1)制备NiS/N‑rGO复合材料的正极材料采用溶剂热方法，按照10~15：8~14：1的质量比，分别将金属镍盐、硫源、氧化石墨烯加入到N,N‑二甲基甲酰胺中，溶解分散均匀形成的混合溶液后转移至反应釜中，在180‑220℃反应12‑36h，通过离心分离收集的产物经无水乙醇、去离子水清洗2‑3次，再经80℃真空干燥12 h，得到NiS/N‑rGO复合材料的正极材料；(2)制备N‑rGO负极材料采用溶剂热方法，将氧化石墨烯分散在N,N‑二甲基甲酰胺中，配制成浓度为1~2.5 mg/mL的氧化石墨烯的N,N‑二甲基甲酰胺溶液，其后转移至反应釜中，在180‑200℃反应12‑36h，所得产物经分离和干燥处理，制得N‑rGO负极材料；(3)制备电极将上述正极材料或负极材料分别与乙炔黑、粘接剂按比例混合均匀，再加入N‑甲基吡咯烷酮形成浆料后均匀涂敷在表面干净的泡沫镍上，其后放入干燥箱中，在60℃下烘干12h，得到正极或负极；其中，所述的正极材料或负极材料、乙炔黑和粘接剂的质量比为8:1:1；(4)制备电容器以浓度为3‑6 mol/L的碱性水溶性电解质溶液作为电解液，将上述正极、负极和隔膜进行组装，得到基于NiS/N‑rGO与N‑rGO的水系非对称超级电容器。