[發(fā)明專利]一種二氧化鈦超級電容器電極材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810252766.7
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108417409B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖小東;黃興蘭;王瑨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01G11/46
• 分類號: H01G11/46;H01G11/50;H01G11/86
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張吉

本發(fā)明公開了一種二氧化鈦超級電容器電極材料的制備方法，將鈦酸四丁酯與異丙醇配制成混合溶液，加入硝酸攪拌得TiO₂膠體溶液；將多金屬氧酸鋰鹽加入硝酸溶液中，將其加入TiO₂膠體溶液中，形成多金屬氧酸鋰鹽?TiO₂復(fù)合材料的溶液；在紫外光下照射、攪拌，還原成雜多藍，再加入氧化石墨烯溶液，形成多金屬氧酸鋰鹽?TiO₂?石墨烯復(fù)合材料溶液；經(jīng)清洗烘干制得。本發(fā)明其發(fā)揮多金屬氧酸鋰鹽的導(dǎo)離子特性，石墨烯的導(dǎo)電子特性，以及TiO₂的大比表面積特性。三者協(xié)同作用充分提升超級電容器的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超級電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化鈦超級電容器電極材料的制備方法。

背景技術(shù)

超級電容器性能優(yōu)異，是介于傳統(tǒng)電容器和傳統(tǒng)的化學(xué)電池之間的一種新型儲能元件。有比傳統(tǒng)電容器更高的比容量，比普通電池更大的比功率,且具有試用溫度廣，放電功率大、使用安全穩(wěn)定等特點。近年來超級電容器在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

超級電容器工作電極的活性物質(zhì)作為決定超級電容器性能的最主要因素是目前超級電容器的研究熱點之一。碳系材料、金屬氧化物材料、導(dǎo)電聚合物材料和復(fù)合材料是目前應(yīng)用于超級電容器工作電極的主要活性物質(zhì)。石墨烯是碳系材料的佼佼者，近幾年來得到極大發(fā)展。二氧化鐵是一種類硅材料的半導(dǎo)體材料，有著儲能豐富，價格低廉，化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，因其導(dǎo)電性差，制約了其在超級電容器中的發(fā)展。

另有中國專利公告號為CN107195464A，2017.9.22公開了一種鋰離子超級電容器電極材料的制備方法，該電極材料為石墨烯/聚吡咯/二氧化鈦三元納米線陣列復(fù)合材料，是將氧化石墨、二氧化鈦顆粒分別制備分散液；再將過硫酸銨溶解在硫酸溶液中，制備氧化劑溶液；在氧化石墨分散液中加入吡咯單體，再加入氧化劑溶液，反應(yīng)得到氧化石墨/聚吡咯納米線陣列復(fù)合物；將氧化石墨/聚吡咯納米線陣列復(fù)合物與二氧化鈦分散液混合，加入氧化劑溶液，反應(yīng)得到氧化石墨/聚吡咯/二氧化鈦三元納米線陣列復(fù)合物；其中的氧化石墨還原為石墨烯，得到石墨烯/聚吡咯/二氧化鈦三元納米線陣列復(fù)合物。上述發(fā)明所提到的石墨烯，導(dǎo)電聚合物聚吡咯，均是電子導(dǎo)通性優(yōu)良的導(dǎo)電材料，制備的電極材料主要是針對電子導(dǎo)通性進行提升，未考慮離子導(dǎo)通性的提升。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種二氧化鈦超級電容器電極材料的制備方法，該方法制備的電容器電極材料將大大提升超級電容器的性能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種二氧化鈦超級電容器電極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將鈦酸四丁酯與異丙醇配制成混合溶液，然后向混合溶液中加入70%濃度的硝酸攪拌得到穩(wěn)定的透明的 TiO₂膠體溶液；

(2)將多金屬氧酸鋰鹽加入硝酸溶液中，并配置成PH值=1-5的酸性溶液；將配置好的酸性溶液加入配置好的TiO₂膠體溶液中，形成多金屬氧酸鋰鹽- TiO₂復(fù)合材料的溶液；

(3) 將所得的多金屬氧酸鋰鹽- TiO₂復(fù)合材料的溶液在紫外光下照射、攪拌，使多金屬氧酸鋰鹽發(fā)生光還原成雜多藍，形成雜多藍鋰鹽-TiO₂復(fù)合材料的溶液；

(4)在雜多藍鋰鹽-TiO₂復(fù)合材料的溶液中加入氧化石墨烯溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，雜多藍鋰鹽被氧化成多金屬氧酸鋰鹽，氧化石墨烯被還原成還原氧化石墨烯，形成多金屬氧酸鋰鹽- TiO₂-石墨烯復(fù)合材料溶液；

(5)將制備的多金屬氧酸鋰鹽- TiO₂-石墨烯復(fù)合材料溶液清洗、烘干，制得所述超級電容器電極材料。