[發(fā)明專利]聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711413858.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108281295A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊新;陳韋良;李業(yè)寶;禤麗镅;董小燕;龐樹(shù)花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01G11/30
• 分類號(hào): H01G11/30;H01G11/48;H01G11/86;C25D9/02;C25D9/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的制備方法。在鎳離子濃度為0.2M、鈷離子濃度為0.4M的混合水溶液中加入苯胺單體，室溫?cái)嚢?h直至苯胺單體完全溶解，制得電解液，取50ml電解液置入電解槽，以壓實(shí)碳紙或者石墨烯紙為工作電極和對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，組裝三電極體系，以5~2000mV/s的掃描速率在?1V~1V之間對(duì)體系進(jìn)行循環(huán)伏安掃描100~10000圈，反應(yīng)結(jié)束后，取下工作電極和對(duì)電極，用去離子水浸泡過(guò)夜以去除雜質(zhì)離子，最后在60℃下烘干24h，即制得聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料。本發(fā)明方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單、環(huán)保、可靠，原料來(lái)源廣泛、成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。所制得的電極材料兼具高電導(dǎo)率和高的電容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用電化學(xué)沉積制備聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的辦法，具體的來(lái)說(shuō)，涉及一種聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的制備方法。

背景技術(shù)

聚苯胺作為一種常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物，由于其制備簡(jiǎn)單，成本低廉，以及具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性和獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，常常被用于超級(jí)電容器、電池、傳感器以及防腐領(lǐng)域，得到了世界各國(guó)科研工作者的大力關(guān)注。特別是具有納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚苯胺，由于其粒徑極小、比表面積大、極快的電子轉(zhuǎn)移速率等性質(zhì)，賦予了納米導(dǎo)電聚苯胺材料具有傳統(tǒng)塊體所不具備的許多獨(dú)特性能。

鈷鎳雙氫氧化物作為一種超級(jí)電容器的電極材料，因?yàn)槟軌蛱峁┶I電容，在堿性電解質(zhì)中特定容量高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),成為堿性超級(jí)電容器電極材料的研究熱點(diǎn)。層狀的雙氫氧化物(Layered Double Hydroxide,簡(jiǎn)稱 LDHs)，有著獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，在化學(xué)傳感器、電催化、超級(jí)電容器中，都有廣泛的應(yīng)用研究。（(a) Chen, J.; Xu, J.; Zhou, S.;Zhao, N.; Wong, C. P., Amorphous nanostructured FeOOH and Co–Ni doublehydroxides for high-performance aqueous asymmetric supercapacitors. NanoEnergy 2016, 21, 145-153; (b) Wang, L.; Feng, X.; Ren, L.; Piao, Q.; Zhong,J.; Wang, Y.; Li, H.; Chen, Y.; Wang, B., Flexible Solid-State SupercapacitorBased on a Metal-Organic Framework Interwoven by Electrochemically-DepositedPANI. Journal of the American Chemical Society 2015, 137 (15).）

雖然鈷鎳雙氫氧化物作為超級(jí)電容器電極在容量上雖然比較有優(yōu)勢(shì)，但是一般電化學(xué)窗口比較窄和導(dǎo)電性較差。聚苯胺在復(fù)合電極之中可以起到拓寬電化學(xué)窗口和增強(qiáng)導(dǎo)電性的作用。本發(fā)明以苯胺單體和鎳鹽鈷鹽水溶液為電解液，通過(guò)循環(huán)伏安的辦法在同一電極上同時(shí)進(jìn)行陽(yáng)極沉積聚苯胺和陰極沉積鈷鎳雙氫氧化物，是一種簡(jiǎn)單且環(huán)保的制備方法，所得復(fù)合材料結(jié)構(gòu)規(guī)整且具有良好的電化學(xué)性能，是一種理想的超級(jí)電容器電極材料，尤其是適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚苯胺/鈷鎳雙氫氧化物超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的制備方法。

具體步驟為：

（1）在鎳離子濃度為0.2M、鈷離子濃度為0.4M的混合水溶液中加入苯胺單體，室溫?cái)嚢?h直至苯胺單體完全溶解，制得電解液。

（2）取50ml步驟（1）制得的電解液置入電解槽，以壓實(shí)碳紙或者石墨烯紙為工作電極和對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，組裝三電極體系，以5~2000mV/s的掃描速率在-1V~1V之間對(duì)體系進(jìn)行循環(huán)伏安掃描100~10000圈。