[發(fā)明專利]一種超級電容器用整體式復(fù)合電極及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610015680.3
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105470000A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王輝;簡健明;范云;李永峰;余林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01G11/36
• 分類號: H01G11/36;H01G11/86
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 張文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電容器用電極及其制備方法，更具體地說，尤其涉及一種超級電容器用整體式復(fù)合電極及其制備方法，屬于電容器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超級電容器作為一種新型儲能元件，相比傳統(tǒng)物理電容器和電池，具有功率更高、充放電更快速、壽命更長和維護(hù)成本更低等優(yōu)點，其中優(yōu)良的電極材料是其核心。當(dāng)前鉬酸鎳NiMoO₄作為一種新型的超級電容器電極材料，由于其高電化學(xué)活性、低成本和對環(huán)境友好的特點，受到越來越多的關(guān)注。

由于金屬氧化物其自身較差的導(dǎo)電性和電解質(zhì)在電極上較短的擴(kuò)散距離(～20nm)，導(dǎo)致測出的電容偏低。將電活性物質(zhì)直接生長在導(dǎo)電基體上，制備成整體式電極，這種電極結(jié)構(gòu)有效避免了傳統(tǒng)電極制備過程中漿料混合、涂覆所產(chǎn)生的死體積，進(jìn)而有利于電荷和質(zhì)量的有效傳遞；將電極物質(zhì)設(shè)計成核殼結(jié)構(gòu)，大大降低了電子轉(zhuǎn)移阻抗，提高了活性物質(zhì)的利用率，從而進(jìn)一步提高電極電容性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超級電容器用整體式復(fù)合電極及其制備方法，該方法是在碳布上合成Co₃O₄NiMoO₄制得核殼式復(fù)合結(jié)構(gòu)整體式電極，合成的電極材料可直接用于超級電容器。

本發(fā)明提供的Co₃O₄NiMoO₄核殼式復(fù)合結(jié)構(gòu)電極是采用水熱法，以碳布作為導(dǎo)電基體，醋酸鎳和鉬酸銨作為合成鉬酸鎳的前體物，尿素作為合成鉬酸鎳的促進(jìn)劑和形貌調(diào)變劑制備而成。

本發(fā)明的具體制備步驟如下：

(1)取大小合適的碳布分別置于稀鹽酸、去離子水中，經(jīng)超聲清洗后風(fēng)干備用；

(2)反應(yīng)釜中加入15mL去離子水，分別稱量1～1.5mmolCo(No₃)₂·6H₂O、4～6mmolNH₄F、5～7.5mmol尿素，在攪拌狀態(tài)下加入去離子水中直至形成透明的粉紅色溶液，將備好的碳布垂直插入并浸沒在溶液中，密封反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜升溫至100～120℃反應(yīng)9～12h，冷卻至室溫后將碳布從反應(yīng)釜中取出分別置于水、乙醇中超聲清洗數(shù)次，干燥，然后在空氣氛圍下，300～350℃焙燒2h，在碳布表面生長得到Co₃O₄納米線陣列；

(3)取去離子水10mL加入另一反應(yīng)釜中，攪拌狀態(tài)下分別加入醋酸鎳0.15～0.30g、鉬酸銨0.10～0.25g和尿素0.15～0.30g，待反應(yīng)液變澄清后，將上述處理過的碳布垂直插入并浸沒在反應(yīng)液中，密封反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜升溫至140～180℃反應(yīng)10～24h，冷卻至室溫后將碳布從反應(yīng)釜中取出分別置于水、乙醇中超聲清洗數(shù)次，干燥，最后在空氣氛圍下，400～450℃焙燒2h，在Co₃O₄納米線陣列表面附著生長NiMoO₄納米片，經(jīng)此處理得到的碳布即為Co₃O₄NiMoO₄核殼式復(fù)合結(jié)構(gòu)電極。

采用本發(fā)明制備方法制得的Co₃O₄NiMoO₄核殼式復(fù)合結(jié)構(gòu)電極可直接用作超級電容器的電極。