[發明專利]一種NiO納米片/超細納米線超級電容器材料的制備方法有效

申請號：	201410181438.4	申請日：	2014-04-30
公開（公告）號：	CN103943374B	公開（公告）日：	2017-12-22
發明（設計）人：	胡俊青;安磊;郭利;李文堯;徐開兵;劉倩;宋國勝;李博	申請（專利權）人：	東華大學
主分類號：	H01G11/36	分類號：	H01G11/36
代理公司：	上海泰能知識產權代理事務所31233	代理人：	黃志達
地址：	201620 上海市***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 nio 納米超級電容器材料制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于電容器材料的制備領域，特別涉及一種NiO納米片/超細納米線超級電容器材料的制備方法。

背景技術

面對全球經濟的迅速發展，化石燃料的過度消耗以及環境污染的與日俱增，人們迫切需要高效，清潔以及可持續的能源以及能夠滿足能夠利用這些能源的能量轉換和存儲的新技術。在許多應用領域，能夠用于電化學轉換和存儲的高效、清潔、實用的新技術包括燃料電池，太陽能電池，鋰離子電池以及超級電容器等。各國都投入了大量的人力、物力、財力來研發新型的能源材料及儲能裝置。作為一種新型的儲能裝置，超級電容器，又稱電化學電容器，由于其功率密度高、循環使用壽命長、對環境無公害，可以彌補電池和燃料電池等其他能源設備的不足，因此受到各界的青睞。

眾所周知，電極材料是超級電容器組成中至關重要的一部分。碳材料具有成本低、循環壽命長等優點，但是其比電容很低，因此其應用受到了很大的限制；過渡金屬氧化物由于通過快速的表面氧化還原反應來儲存能量，致使其比電容較高，因此被認為是最理想的電極材料。在過渡金屬氧化物電極材料中，氧化鎳被認為是最具吸引力的選擇，因為它具有低成本，環境友好，表面和結構可控，最重要的是，NiO具有很高的理論比電容(2584F/g)。目前各種形貌的氧化鎳電極材料都已被制備，而且方法多樣。然而，已經報道的NiO的比電容值都遠遠低于其理論比電容值(J.Power Sources,2014,246,24；J.Mater.Chem.,2012,22,14276.)，這是由于NiO的電子電導率比較低。發展一維以及介孔納米材料是提高比電容的方法之一，這類材料具有高比表面積，電子和離子擴散途徑短的特點，因此具有較高的充電/放電效率，從而使其比電容得到提高。相信通過簡單的水熱處理，合成的NiO納米片/超細納米線，將在提高電化學電容器的性能，解決能源緊缺方面做出貢獻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種NiO納米片/超細納米線超級電容器材料的制備方法，本發明制備得到的電容器材料具有較高的比電容，良好的倍率性能以及優越的電化學穩定性；制備操作簡單，不具備復雜設備，成本低廉。

本發明的一種NiO納米片/超細納米線超級電容器材料的制備方法，包括：

(1)將泡沫鎳放入鹽酸溶液中，超聲處理，除去表面的NiO層，洗滌至中性，得到處理后的泡沫鎳，為NiO納米片/超細納米線結構生長的基底；

(2)將六水合硝酸鎳、脲素和水混合，攪拌，得到淡綠色的前軀體溶液，獲得NiO納米片/超細納米線生長的反應混合溶液，其中六水合硝酸鎳、脲素、水的比例關系為0.3g：0.9-1g：45-50ml；

(3)將處理后的泡沫鎳放入前軀體溶液中，進行水熱反應，反應溫度為120～140℃，時間為6-8h，冷卻至室溫，收集泡沫鎳，洗滌，干燥，然后升溫后退火，即得NiO納米片/超細納米線超級電容器材料。

所述步驟(1)中泡沫鎳大小為3-5cm×1cm。

所述步驟(1)中鹽酸濃度為5-6mol/L。

所述步驟(1)中超聲處理時間為20-30min。

所述步驟(2)中攪拌時間為30-40min。

所述步驟(3)中水熱反應在反應釜中進行，前軀體溶液為反應釜體積的80％；反應釜容積為60ml。

所述步驟(3)中水熱反應為將水熱反應釜置于烘箱進行反應。