[發(fā)明專利]一種葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910109300.6
• 申請日: 2019-02-08
• 公開（公告）號: CN109755030A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁健志;李彥杰;楊文;翟泰霖;李保崇;李海霞
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/44;H01G11/86
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本發(fā)明公開了一種葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。首先，以葡萄糖為碳源，采用水熱碳化法制備葡萄糖基碳球，然后通過水熱法制備葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料，所制得的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料能夠用作超級電容器的電極材料。本發(fā)明制備工藝簡單，以葡萄糖基碳球?yàn)閺?fù)合材料載體，一方面可以提高鈷鎳氫氧化物的分散性能，提供更多的活性反應(yīng)位點(diǎn)，另一方面能夠提高材料的導(dǎo)電性能，從而制備出比表面積高、導(dǎo)電性好的復(fù)合電極材料。電化學(xué)性能測試表明，以該方法制備的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超級電容器電極材料的制備方法，特別是一種葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，目前世界上的能源大部分來自于不可再生的化石資源。但是，化石資源的燃燒會產(chǎn)生大量的溫室氣體、有毒有害氣體等，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了地球氣候的異常變化。近年來，隨著化石資源儲量的逐年減少，新型清潔能源的開發(fā)與應(yīng)用已是大勢所趨。

作為一種新型儲能裝置，與傳統(tǒng)蓄電池相比，超級電容器具有功率密度高、比電容大、充放電速度快、使用壽命長、適應(yīng)溫度范圍廣和維護(hù)成本低等優(yōu)異特性，因而受到了人們的廣泛關(guān)注。目前，科研工作者對氧化鎳、四氧化三鈷、四氧化三鐵、氫氧化鎳、氫氧化鈷等金屬氧化物或氫氧化物電極材料進(jìn)行了大量的研究。然而，雖然這類材料具有較高的電容值，但其比表面積低，導(dǎo)電性能差，所以限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

因此，本發(fā)明提供了一種葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料的制備方法，成本低廉，容易操作。此外，由本發(fā)明所制得的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料作為超級電容器的電極材料時具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提高金屬氫氧化物作為超級電容器電極材料的導(dǎo)電性能和電容性能，擴(kuò)大其作為電極材料在超級電容器的應(yīng)用范圍，提供一種碳球/金屬氫氧化物復(fù)合材料的制備方法。

具體步驟為：

（1）依次稱取4.0 g葡萄糖和4.0 g尿素加入到燒杯中，向燒杯中加入80 mL蒸餾水并磁力攪拌，待葡萄糖和尿素充分溶解后，將溶液轉(zhuǎn)移至100 mL反應(yīng)釜中并于180 ^oC下反應(yīng)6小時。待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，將所得產(chǎn)物離心分離，用蒸餾水和無水乙醇交替洗滌3~5次，最后于80 ^oC干燥6小時，即得葡萄糖基碳球。

（2）將0.24 g氯化鎳、0.48 g氯化鈷和0.28 g六次甲基四胺依次加入到盛有80 mL蒸餾水的燒杯中，攪拌直至固體完全溶解。

（3）加入0.02 g步驟（1）所制得的葡萄糖碳球至步驟（2）所得溶液中，待攪拌15分鐘后，將混合溶液轉(zhuǎn)移到100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中并于110 ^oC下反應(yīng)6小時。待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，對所得材料進(jìn)行離心分離，用蒸餾水和無水乙醇交替洗滌3~5次，然后于80 ^oC干燥6小時，即得葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料。

本發(fā)明所制得的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料能夠作為超級電容器的電極材料進(jìn)行應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：

1）本發(fā)明所述的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料，以低成本的葡萄糖作為碳源，采用水熱碳化法得到的碳球具有較大的比表面積。利用它來負(fù)載鈷鎳氫氧化物，能夠提高電極材料的可利用比表面積和導(dǎo)電性。

2）本發(fā)明制備方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，且所制得的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料作為超級電容器的電極材料時性能優(yōu)異。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所制得的葡萄糖基碳球/鈷鎳氫氧化物復(fù)合材料的比電容隨電流密度的變化圖。