[發(fā)明專利]一種基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811541058.1
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109767930B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王育喬;韓玄玄;李夢恬;黃存宏;孫岳明
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/46;H01G11/64;H01G11/58
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，以泡沫鎳為基底，采用水熱法在泡沫鎳表面上直接生長氧化亞鈷作為超級電容器的電極，制成氧化亞鈷電極材料；并且在電解質(zhì)中直接添加鐵離子與過硫酸根氧化還原活性物質(zhì)；然后將該電極與電解液組裝成三電極體系；

所述鐵離子與過硫酸根氧化還原活性物質(zhì)分別是鐵氰化鉀與過硫酸鉀氧化還原活性物質(zhì)；

具體步驟包括：

a.將預(yù)處理的泡沫鎳與六水合硝酸鈷、尿素、氟化銨混合水溶液置于水熱釜中，在溫度為160℃下反應(yīng)6-12h；冷卻至室溫，取出泡沫鎳并清洗干凈，真空干燥，即得到一維納米線前驅(qū)體Co₂(OH)₂(CO₃)₂負(fù)載的泡沫鎳；

b.將步驟a中制得的一維納米線前驅(qū)體Co₂(OH)₂(CO₃)₂負(fù)載的泡沫鎳置于管式爐中，氮氣氣氛保護下經(jīng)350℃煅燒2h，即得到氧化亞鈷納米線陣列電極材料；

c.將步驟b中制得的氧化亞鈷納米線作為工作電極，以鉑電極(Pt)為對電極、汞/氧化汞(Hg/HgO)電極為參比電極組成三電極體系，在以K₃[Fe(CN)₆]/K₂S₂O₈作為高活性添加劑的KOH電解液中測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟a中泡沫鎳預(yù)處理的具體步驟為：將泡沫鎳依次放入稀鹽酸、無水乙醇、去離子水中進行超聲波清洗，每項超聲時間控制在10-30min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述稀鹽酸的濃度為1-3mol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟a中，六水合硝酸鈷、尿素、氟化銨混合水溶液中的用量分別為2mmol、10mmol、5mmol；溶劑去離子水的體積為70mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟a中，六水合硝酸鈷、尿素、氟化銨混合水溶液中三者的摩爾比為2:10:5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟b中，煅燒時的升溫速率為2℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化亞鈷電極與高活性電解質(zhì)體系的構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟c中，活性物質(zhì)添加劑K₃[Fe(CN)₆]/K₂S₂O₈水溶液的濃度為0.01-0.03mol/L，K₃[Fe(CN)₆]/K₂S₂O₈兩種活性物質(zhì)的摩爾比為1:1；KOH電解液的濃度為2mol/L。

8.一種如權(quán)利要求1至7任一所述方法制備的氧化亞鈷電極材料及氧化還原電解質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于，所制得的電解質(zhì)和電極材料應(yīng)用于超級電容器。