[發明專利]一種Co9S8-C超級電容器復合電極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710796593.0
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107731558B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 韓建濤;孫世雄
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/34;H01G11/30;B82Y30/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 徐楊松

本發明涉及一種Co₉S₈?C超級電容器復合電極材料的制備方法，包括如下步驟：以鎳源與BTC通過溶劑熱反應制備前驅體Co₃(BTC)₂·DMF；對Co₃(BTC)₂·DMF進行預碳化，得到預碳化的Co₃(BTC)₂·DMF；將預碳化的Co₃(BTC)₂·DMF與硫粉混合，并進行硫化，得到Co₉S₈?C。本發明的有益效果是：增加了Co₉S₈?C復合材料的電導率，又防止Co₉S₈納米顆粒在充放電過程中團聚及粉化，具有優異的循環穩定性，孔道結構豐富，具有優異的倍率性能，同時，得到的Co₉S₈?C復合材料，Co₉S₈顆粒尺寸約10nm，比表面積巨大，電極材料利用率高，具有優異的比容量。

技術領域

本發明涉及一種Co₉S₈-C超級電容器復合電極材料的制備方法。

背景技術

在當今能源短缺和環境污染的背景下,開發一種新型的綠色儲能裝置成為重要的解決之道。超級電容器作為一種介于電池與傳統電容器間的新型能量儲存和轉換器件,具有功率密度高、充放電效率高、循環穩定性好、綠色環保等特點,因而被廣泛應用于多種領域。然而較低的能量密度成為制約其發展的重要因素。根據能量密度公式E＝1/2CV²知,可以通過提高電極材料電容量(C)和拓寬工作電壓(V)來實現能量密度的提高。通過設計匹配兩種不同儲能方式的電極組裝成非對稱電容器來提高能量密度成為研究熱點。

水系超級電容器受水的分解電壓限制，工作電壓的拓展空間很小，提高電容器能量密度的主要方法只能依靠提高材料的電容量。

擁有多種化學計量比的硫化鈷價格低廉、來源廣泛、比電容高，在高性能超級電容器方面有良好的應用前景。在所有的鈷硫化合物中，Co₉S₈因其 Co的平均化合價最低，具有的理論容量最高，而受到越來越多產業界的關注。但是目前的研究當中，Co₉S₈受制備條件限制，很難發揮出其自身的容量，所以亟需一種簡便有效地制備高容量Co₉S₈材料的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種Co₉S₈-C超級電容器復合電極材料的制備方法，以克服上述現有技術中的不足。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種Co₉S₈-C超級電容器復合電極材料的制備方法，包括如下步驟：

S100、將硝酸鈷、均苯三甲酸加入到N-N二甲基甲酰胺、甲醇、水的混合液中進行溶解，得到澄清溶液，然后將澄清溶液轉移至不銹鋼高溫高壓反應釜中，密封，并在80℃至250℃的溫度下保溫1h至20h，待反應釜冷卻到室溫后，對產物進行分離，洗凈干燥，制得前驅體Co₃(BTC)₂·DMF；

S200、對Co₃(BTC)₂·DMF進行預碳化，得到預碳化的Co₃(BTC)₂·DMF；

S300、將預碳化的Co₃(BTC)₂·DMF與硫粉混合，并進行硫化，得到Co₉S₈-C。