[發明專利]一種泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710178672.5
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106935418A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 方林霞;王凡;蘭夢迪;翟田莉;陳政華;胡蒙蒙;張翠杰
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 趙繼福

技術領域

本發明屬于電容器電極材料的制備領域,特別涉及一種以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料的制備方法。

背景技術

隨著能源危機和環境污染的日益嚴重，開發新型清潔能源成為人類社會可持續發展的必然選擇。所謂新型清潔能源主要包括太陽能、風能、地熱能、潮汐能以及生物能等可再生能源。能源存儲離不開儲能器件，超級電容器作為一種新型的儲能器件，因其無可替代的優越性，越來越被人們重視。

超級電容器現已普遍應用于便攜式電子設備、電動汽車、數據記憶存儲及儲能電源等眾多領域，而決定超級電容器功能的關鍵要素則是它的電極材料。最早研究的金屬氧化物材料主要是氧化釕和氧化銀等貴金屬氧化物。盡管以二氧化釕為代表的貴金屬氧化物具備較好的電容性能，但由于貴金屬價格昂貴，除了少數領域（如：軍事、航天等）的應用外，很難實現大規模的商業化應用。因此，選擇一些價格低廉、電化學性能良好的過渡金屬氧化物作為替代材料勢在必行。近年來，價格低廉、電化學性能良好的過渡金屬氧化物被廣泛研究，并取得了較好的實驗結果。

發明內容

為了彌補現有技術中的不足，本發明提供了一種以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料的制備方法,本發明的制備方法簡單，成本低，產率高，制得的電極材料具備較高的比電容和良好的穩定性，使用壽命長，同時還具有良好的電化學活性。

本發明的目的是這樣實現的：

一種以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料的制備方法,包括以下步驟:

(1) 將六水氯化鎳、氯化鐵、十六烷基三甲基溴化銨、尿素和去離子水按比例配制成前驅體溶液；

(2) 將步驟(1)所得前驅體溶液加入反應釜內膽中,攪拌混勻；

(3) 將泡沫鎳放入步驟(2)的反應釜內膽中,密封,然后進行水熱反應。

(4) 水熱反應完成后自然冷卻，取出生成物，洗滌，干燥；

(5) 在管式爐內，空氣氣氛中350°С熱處理2-3h，即得。

進一步：

(1) 所述步驟(1)中六水氯化鎳與氯化鐵摩爾比為1:2；

(2) 所述步驟(1)前驅體溶液中, 六水氯化鎳與氯化鐵的濃度均為1 mM-10 mM；

(3) 步驟(4)中空氣氣氛為350°С退火處理2-3h；

(4)所述步驟(3)中泡沫鎳為：清洗后的泡沫鎳，其中清洗為依次用丙酮，稀鹽酸，乙醇和去離子水超聲清洗；

(5)所述步驟(3)中水熱反應均為：置于烘箱中，加熱進行水熱反應，水熱反應溫度為100-120 °С，時間為14-16h。

(6)所述步驟(3)中洗滌為先用去離子水再用無水乙醇各洗滌3-5次，干燥溫度為60°С-80°С，干燥時間為10h-12h。

積極有益效果：本發明制備的以泡沫鎳為基底的超級電容器電極材料的制備方法操作簡單，只需較短的時間就可制得結構完整、性能優異的電容器電極材料，不需要復雜設備，成本低廉。合成的泡沫鎳為基底的超級電容器電極材料，比表面積大，分布均勻，棒狀結構具有較高的表面積，所制得的鐵酸鎳超級電容器電極材料具有較高的比電容，電化學性能穩定，循環壽命長，為工業化生產提供了可能，是一種優良的超級電容器電極材料，具有良好的發展前景。本發明的制備方法簡單、有效，成本低廉、節能環保。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳納米材料的SEM圖；

圖2為本發明實施例1中制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料在不同掃速下的循環伏安曲線圖；

圖3為本發明實施例1中制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料在不同電流密度下的充放電曲線圖；

圖4為本發明實施例1中制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳超級電容器電極材料在2 Ag^-1電流密度下循環穩定性曲線圖；

圖5為本發明實施例1制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳納米材料的電化學阻抗圖；

圖6為本發明實施例1制備的以泡沫鎳為基底的鐵酸鎳納米材料的XRD圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例，對本發明做進一步的說明：

實施例 1