[發(fā)明專利]基于過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯與三氧化二鐵/石墨烯的超級電容器

在審

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• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107134372A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 權(quán)紅英;陳德志
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/84;H01G11/86
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所36122
• 代理人: 張文杰

1.基于過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯與三氧化二鐵/石墨烯的超級電容器，其特征在于：所述的電容器采用過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯為正極材料，三氧化二鐵/石墨烯為負(fù)極材料，具體制備步驟如下：

正極材料過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯的制備

采用溶劑熱方法，按照10-15:12:1的質(zhì)量比，將過渡金屬鹽、L-半胱氨酸和氧化石墨烯依次加入到N-N二甲基甲酰胺（DMF）中，形成混合溶液后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中；在180-220 ℃反應(yīng)12-36h，其后通過離心分離收集的產(chǎn)物分別用無水乙醇和去離子水清洗2-3次后，再在80 ℃真空干燥12 h，得到正極材料過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯；

所述的過渡金屬硫化物是Ni₇S₆、NiS、CoS或αMnS中的一種；

負(fù)極材料三氧化二鐵/石墨烯的制備

采用水熱方法，按照10:1:2的質(zhì)量比，將三氯化鐵、氧化石墨烯和尿素溶解分散到水中，形成混合溶液之后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在150-180 ℃反應(yīng)12-36h，其后通過離心分離收集的產(chǎn)物分別用無水乙醇和去離子水洗滌，再在60℃真空干燥12 h，得到負(fù)極材料三氧化二鐵/石墨烯；

電極的制備

將上述正極材料或負(fù)極材料分別與導(dǎo)電炭黑、粘接劑按比例混合均勻，再加入N-甲基吡咯烷酮形成漿料后均勻涂敷在干凈的泡沫鎳上，其后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在60℃下烘干12h，得到正極或負(fù)極；

所述的正極材料或負(fù)極材料、導(dǎo)電炭黑和粘接劑的質(zhì)量比為8:1:1；

制備電容器

以濃度為1~6mol/L的氫氧化鉀溶液作為電解液，將正極、負(fù)極和隔膜組裝成基于過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯與三氧化二鐵/石墨烯的超級電容器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯與三氧化二鐵/石墨烯的超級電容器，其特征在于：所述的過渡金屬鹽包括鎳、鈷或錳的硝酸、乙酸或乙酰丙酮鹽中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過渡金屬硫化物/氮摻雜石墨烯與三氧化二鐵/石墨烯的超級電容器，其特征在于：所述的粘接劑是聚偏氟乙烯。