[發明專利]一種作為超級電容器的形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料及其制備方法有效
| 申請號： | 201810583440.2 | 申請日： | 2018-06-08 |
| 公開（公告）號： | CN108878163B | 公開（公告）日： | 2020-08-04 |
| 發明（設計）人： | 軒海成;高錦宏;韓培德 | 申請（專利權）人： | 太原理工大學 |
| 主分類號： | H01G11/30 | 分類號： | H01G11/30;H01G11/24;H01G11/68;H01G11/86 |
| 代理公司： | 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110 | 代理人： | 任林芳 |
| 地址： | 030024 *** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 作為 超級 電容器 形貌 可控 鋅鈷雙 氫氧化物 電極 材料 及其 制備 方法 | ||
一種作為超級電容器的形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料及其制備方法，屬于儲能材料技術領域，可解決雙氫氧化物在進行充放電過程中容易聚集，不利于其實際應用的問題，所述的鋅鈷雙氫氧化物的化學通式為ZnxCoy?LDH，將一定量的Zn(NO3)2?6H2O、Co(NO3)2?6H2O、NH4F和尿素溶解于去離子水中，充分攪拌均勻后倒入反應釜，將清洗干凈的基底浸沒到反應釜中后于120℃反應6小時，得到鋅鈷雙氫氧化物。本發明的制備方法簡單，易于控制，成本低廉，所制備的電極材料具有較高的比電容，良好的倍率性能和循環穩定性，在制成器件時，顯示出了高的功率密度和能量密度，可作為優良的超級電容器電極材料。
技術領域
本發明屬于儲能材料技術領域，具體涉及一種作為超級電容器的形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料及其制備方法。
背景技術
能源和環境問題，是目前人類社會面臨的兩大突出問題，不斷惡化的環境和化石燃料的過度開采促使科學家們開發能源轉換裝置，以高效地利用新的、清潔的、可再生的和可持續的能源資源。超級電容器（又稱電化學電容器）作為一種新型儲能裝置，由于其功率密度高，充放電速率快，對環境無污染及良好的循環穩定性等許多優點，在新能源系統中占有重要地位。超級電容器的性能主要取決于電極材料。目前研究的超級電容器電極材料主要包括：雙電層碳基材料和贗電容材料（過渡金屬氧化物/氫氧化物和導電聚合物）。與炭基材料相比，過渡金屬氧化物具有較高的比電容以及能量密度，但其較低的導電性極大的限制了過渡金屬氧化物/氫氧化物的應用。
層狀雙氫氧化物由于其較高的還原氧化活性、成分可控制等性能，在超級電容器領域得到了很大的關注。而以鈷元素為主導元素的層狀雙氫氧化物（如CoAl-LDH,CoZn-LDH,CoMn-LDH,NiCo-LDH）更是被廣泛的研究。此外，鋅由于其價格低廉且具有良好的穩定性。吸引了眾多學者著眼于對鋅鈷雙氫氧化物的研究。但由于雙氫氧化物在進行充放電過程中容易聚集，從而不利于其實際應用。
發明內容
本發明針對雙氫氧化物在進行充放電過程中容易聚集，不利于其實際應用的問題，提供一種超級電容器用形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料及其制備方法。
本發明采用如下技術方案：
一種作為超級電容器的形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料，其化學通式為ZnxCoy-LDH，x和y分別表示Zn和Co的原子摩爾數，Zn和Co的原子摩爾比為1:4~4:1。
一種作為超級電容器的形貌可控的鋅鈷雙氫氧化物電極材料的制備方法，包括如下步驟：
第一步，將總摩爾量為1.6mmol的六水硝酸鋅（Zn(NO3)2?6H2O）和六水硝酸鈷（Co(NO3)2?6H2O），4mmol的氟化銨（NH4F）以及16mmol的尿素（CO(NH2)2）溶解于70mL 的去離子水中，25℃條件下攪拌30分鐘直至形成均勻的粉色的前驅體溶液，其中Zn(NO3)2?6H2O和Co(NO3)2?6H2O的摩爾比為1:4至4:1；
第二步，將前驅體溶液倒入容量為100ml的水熱反應釜中，并將清洗干凈的尺寸為1cm×2cm的集流體浸沒在前驅體溶液中；
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