[發明專利]一種納米氧化銅復合材料及其制備方法、超級電容器電極及超級電容器

有效

• 申請號: 201310485716.0
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103578784B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 張小俊;南紅紅;馬文勤
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/46;B82Y40/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種納米氧化銅復合材料及其制備方法、超級電容器電極及超級電容器。

背景技術

隨著科學技術突飛猛進的發展，作為超級電容器的傳統電極逐漸不能滿足于現實需要。電容器電極材料有：碳材料類電極材料、導電聚合物類電極材料，金屬氧化物復合電極材料。由于各種單電極材料都有各自的缺點，如導電性差，比表面積小等而很難達到更高的應用要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種納米氧化銅復合材料及其制備方法、超級電容器電極及超級電容器，本發明使用水熱法直接使氧化銅納米結構長在泡沫銅的表面上，得到的三維網絡狀納米氧化銅復合材料，可用于超級電容器電極的構建，實現超級電容器比容量的提高，循環壽命的延長。

本發明采用的技術方案是：

一種納米氧化銅復合材料，由泡沫銅及在其表面生長的納米氧化銅構成，其生長的納米氧化銅呈膜狀平鋪在泡沫銅基底上。

一種納米氧化銅復合材料的制備方法，步驟包括：

a、將泡沫銅清洗干凈；清洗方法為將泡沫銅依次放入丙酮、乙醇、稀鹽酸、水中，進行超聲波清洗，超聲清洗時間分別為10-15min，所述稀鹽酸濃度≥2mol/L；

b、將氨水溶液加入反應釜中，然后將泡沫銅浸入氨水溶液中，密閉反應釜，在80-120℃下反應3-5h，冷卻至室溫，取出反應后的泡沫銅并將其清洗干凈，室溫干燥，即制得納米氧化銅復合材料；所述氨水溶液濃度為0.005-0.1mol/L，所述清洗使用水及無水乙醇清洗。

一種超級電容器電極，使用納米氧化銅復合材料制備。

一種超級電容，使用包括納米氧化銅復合材料的電極制備。

本發明納米氧化銅復合材料基于泡沫銅在堿性環境下，采用水做反應溶劑，高壓加熱，能在在泡沫銅表面生成3D結構的膜狀納米氧化銅而進行制備。

本發明制備方法與現有技術相比，具有重現性高，操作簡便，耗能低，合成成本低，產物純度高、分散性好、晶形好且可控制，適合于工業上大規模制備；所制備出的納米氧化銅復合材料擁有較大的比表面積，容量大，衰減小，作為超級電容器材料可使電容器擁有高的功率密度、長的充放電循環壽命、短的充放電時間、特殊的功率密度和適度的能量密度、長的貯存壽命、寬的工作范圍。

附圖說明

圖1為實施例1制備的納米氧化銅復合材料的X-射線衍射（XRD）圖。

圖2為實施例1制備的納米氧化銅復合材料的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

圖3為實施例1制備的納米氧化銅復合材料作為超級電容器電極在堿性溶液中進行電化學檢測的循環伏安圖（CV）。

圖中：

1為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中掃速為5mV?s^-1的循環伏安曲線。

2為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中掃速為10mV?s^-1的循環伏安曲線。

3為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中掃速為20mV?s^-1的循環伏安曲線。

4為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中掃速為50mV?s^-1的循環伏安曲線。

5為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中掃速為100mV?s^-1的循環伏安曲線。

圖4為實施例1制備的納米氧化銅復合材料作為超級電容器電極在堿性溶液種進行電化學檢測的充放電圖。

圖中：

1為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中1A?g^-1的充放電曲線。

2為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中2A?g^-1的充放電曲線。

3為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中5A?g^-1的充放電曲線。

4為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中10A?g^-1的充放電曲線。

5為電極在0.1M的氫氧化鈉溶液中20A?g^-1的充放電曲線。

圖5為實施例2制備的納米氧化銅復合材料的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

圖6為實施例3制備的納米氧化銅復合材料的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

圖7為實施例4制備的納米氧化銅復合材料的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

具體實施方法

實施例1

一種納米氧化銅復合材料，由泡沫銅及在其表面生長的納米氧化銅構成。

一種納米氧化銅復合材料的制備方法，步驟包括：