[发明专利]一种铝掺杂碱式氟化钴超薄纳米片阵列电极的制作方法

摘要

本发明公开了一种铝掺杂碱式氟化钴超薄纳米片阵列电极的制作方法，通过一步水热反应在预先洗涤处理的泡沫镍集流体表面沉积铝掺杂碱式氟化钴活性层，该活性材料呈现超薄纳米片阵列结构，能提供快速电子、离子扩散传输通道，材料中F‑离子的引入可调节活性材料的晶相，并能提高材料表面极性和亲水性，有助于电极和电解质的充分接触，获得较高电极表面利用率。本发明所制作的铝掺杂碱式氟化钴超薄纳米片阵列法拉第电极可借助Al3+和F‑离子的双掺杂有效调节活性层的物相，电子离子扩散传输通道，表面极性和法拉第活性，从而有效提高电极法拉第电容性能。该电极制作方法简单快捷，电容性能优越，可用于组装高性能超级电容器。

主权项

1.一种铝掺杂碱式氟化钴超薄纳米片阵列电极的制作方法，其特征在于具体过程为：步骤S1：泡沫镍集流体的清洗处理将泡沫镍裁切成边长为2 cm的正方形小片，再将裁切后的泡沫镍放置在1 mol L^‑1的盐酸溶液中浸泡处理1 h，去除泡沫镍表面的氧化物杂质，然后依次用去离子水和丙酮清洗得到泡沫镍集流体备用；步骤S2：Al‑Co(OH)F超薄纳米片阵列电极的制作将可溶性钴盐和可溶性铝盐用去离子水溶解，再加入尿素和氟化铵或六亚甲基四铵和氟化铵，然后将得到的混合溶液转移至水热反应釜中，再将清洗处理的泡沫镍集流体置入反应溶液中，密封反应釜，于80~120℃水热反应2~12 h，在泡沫镍表面均匀沉积浅紫色活性层，然后经过去离子水超声清洗去除未能牢固沉积的部分，再放入烘箱中于60℃干燥12 h得到表面沉积Al‑Co(OH)F超薄纳米片阵列活性层的泡沫镍电极；所述Al‑Co(OH)F活性层呈薄片状整齐垂直排列在泡沫镍集流体表面，具有较高的电化学活性面积，其垂直片层和孔道能够满足电解质离子及电子快速传输，同时F^‑和Al³⁺的掺入引起Co氧化值的升高，使法拉第活性Co元素发生更充分、快速氧化还原反应，从而有效提高电极的法拉第电容性能。