[發(fā)明專利]海海綿狀C/Ni(HCO3)2-Ni復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810006843.0
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108364798B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫鳴;閆維茜
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/32;H01G11/86
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞?wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明提供一種海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂?Ni復(fù)合材料及其制備方法，涉及復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。將多孔結(jié)構(gòu)碳球和六水合硝酸鎳均勻分散在一定比例的乙二醇與去離子水的混合溶液中，加入尿素，用溶劑熱法反應(yīng)數(shù)小時，離心收集產(chǎn)物，反復(fù)洗滌后真空干燥，得到產(chǎn)物C/Ni(HCO₃)₂；將產(chǎn)物C/Ni(HCO₃)₂與一定量的碳酸氫鈉溶于乙二醇溶液中并且置于反應(yīng)釜中反應(yīng)，降溫后，離心收集產(chǎn)物，反復(fù)洗滌后真空干燥，得到海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂?Ni復(fù)合材料。作為舉例而非限定，本發(fā)明提供的方案，其有益效果在于：本發(fā)明工藝簡單，制備條件通用，產(chǎn)物形貌穩(wěn)定、純度高，且產(chǎn)物處理方便簡潔，適合于中等規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂-Ni復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在諸多的儲能系統(tǒng)中，電化學(xué)儲能系統(tǒng)有較高的儲能效率和較好的應(yīng)用前景，其中包括有二次電池、燃料電池和超級電容器三部分。作為新能源的代表之一，超級電容器在解決全球能源問題中的持久戰(zhàn)中發(fā)揮著重要的作用。超級電容器兼有普通電容器較高的功率密度和鋰離子電池較高的能量密度的雙重優(yōu)點，有較快的充放電速度，較長的循環(huán)壽命，環(huán)境友好、操作安全等優(yōu)勢。在混合電動汽車以及大型工業(yè)規(guī)模電力和能源管理等方面都有重要的應(yīng)用

目前，超級電容器依據(jù)儲能機(jī)制的不同，主要分為雙電層電容器和贗電容電容器。雙電層電容器主要是在電極和電解液界面形成雙電層，進(jìn)而進(jìn)行能量的存貯和釋放，主要應(yīng)用的電極材料是碳材料。贗電容電容器主要是依靠快速的法拉第反應(yīng)來儲存和釋放電荷，主要的電極材料是金屬氧化物和氫氧化物以及導(dǎo)電高分子聚合物，大多數(shù)的金屬氧化物和氫氧化物雖然有較高的比容量和化學(xué)反應(yīng)特性，但它們大多數(shù)具有半導(dǎo)體或者絕緣體的性質(zhì)，因此，此類電極材料必須巧妙地設(shè)計，以實現(xiàn)贗電容器的最佳能量輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂-Ni 復(fù)合材料及其制備方法，該制備方法用兩步溶劑熱法將有良好導(dǎo)電性的碳材料與高比電容的金屬及其含氧化物相結(jié)合，在碳球外面負(fù)載碳酸氫鎳并通過加入碳酸氫鈉降低鎳還原電位，用乙二醇將碳酸氫鎳部分還原，首次制備出一種海海綿狀 C/Ni(HCO₃)₂-Ni復(fù)合材料，該復(fù)合材料的形狀跟生活在海水中的海綿很像，且本發(fā)明所述制備方法操作過程安全簡單，易控制。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:

一種海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂-Ni復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)C/Ni(HCO₃)₂的制備

(1.1)將六水合硝酸鎳和多孔結(jié)構(gòu)碳球溶解于一定濃度的乙二醇水溶液中，超聲分散一段時間，得到均勻分散的混合溶液一；

(1.2)在步驟(1.1)所述混合溶液一中加入尿素，攪拌均勻后置于反應(yīng)釜中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)；

(1.3)待步驟(1.2)所述反應(yīng)釜反應(yīng)結(jié)束并降溫后，離心收集所述反應(yīng)釜中的產(chǎn)物，進(jìn)行反復(fù)洗滌，反復(fù)洗滌后第一次真空干燥，得到C/Ni(HCO₃)₂；

(2)海海綿狀C/Ni(HCO₃)₂-Ni復(fù)合材料的制備

(2.1)將碳酸氫鈉和步驟(1)所得C/Ni(HCO₃)₂溶于乙二醇中，均勻分散得到混合溶液二；