[發明專利]一種正極活性材料、其制備方法及正極片、超級電容器

有效

• 申請號: 201910559847.6
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110415985B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 劉毅輝;何云斐;楊勝兵
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 石超群

本發明涉及超級電容器技術領域，具體涉及一種極活性材料、其制備方法及正極片、超級電容器，所述正極活性材料是晶粒為納米棒狀的LaNiO₃。本發明的正極活性材料是晶粒為納米棒狀的LaNiO₃，比表面積大，結構穩定，具有優良導電性，優良循環穩定性，不僅具有較高的比容量，同時具有較好的電化學穩定性，是一種優異的超級電容器材料；由于形貌的改變，將其應用于超級電容器，發現在比電容、內阻、循環穩定性方面都有顯著提高。

技術領域

本發明涉及超級電容器技術領域，具體涉及一種極活性材料、其制備方法及正極片、超級電容器。

背景技術

隨著經濟的快速發展，社會經濟對能源的需求逐年增加。傳統能源的獲取主要依賴于煤、石油、天然氣等化石燃料，但是化石燃料的儲量有限，長期過度開采使資源日益枯竭；并且化石燃料燃燒時會釋放出大量的溫室氣體及有害氣體，這會引發一系列的環境問題，同時會危害人們的身體健康。因此，需要更多的采用清潔可再生的新興能源以滿足社會發展的需求。

超級電容器，指的是一種介于傳統電容器及蓄電池之間的新型儲能器件。超級電容器比傳統電容器具有更高的能量密度，同時比各種二次電池具有更高的功率密度。目前，超級電容器因其接近電池的能量密度、較高的安全性、環境友好等優點受到人們的廣泛關注。因此深入開展超級電容器基本理論及實際應用研究，具有重要的學術價值和廣闊的應用前景，這對于解決能源問題具有重要的實際意義。

然而對于超級電容器而言，要實現大規模應用就需要應對來比容量以及性能保持率的挑戰。為了降低成本，提高比容量，提高性能保持率，行之有效的方法是找到新的電極材料或者提高現有材料的性能。鈣鈦礦材料性能優良，具有良好的導電能力，結構復雜，化學性能穩定，導致其具有良好的電化學性能，適合在循環壽命達到幾萬次的超級電容器上使用。但是現有的鈣鈦礦材料鎳酸鑭形貌主要是納米顆粒、納米中空球、納米管，作為超級電容器正極活性物質的制備過程復雜。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種正極活性材料，是晶粒為納米棒狀的LaNiO₃，比表面積大，結構穩定，具有優良導電性。

本發明的目的之二在于提供一種正極活性材料的制備方法，合成方法簡單，采用醇類有機物作為添加劑，改善產物晶體的形貌，得到納米棒狀的LaNiO₃。

本發明的目的之三在于提供一種正極片，比電容高，電極內阻小，循環穩定性好，充放電效率高。

本發明的目的之四在于提供過一種超級電容器，充放電速度快、效率高，循環使用壽命長；功率密度高；工作溫度范圍廣；免維護；大電流放電損傷小。

本發明實現目的之一所采用的方案是：一種正極活性材料，所述正極活性材料是晶粒為納米棒狀的LaNiO₃。

本發明實現目的之二所采用的方案是：一種正極活性材料的制備方法，包括以下步驟：

A1、取一定量的六水合硝酸鑭和六水合硝酸鎳配制成一定濃度的混合溶液為前驅液；

A2、將所述步驟A1的前驅液在常溫下攪拌，并在攪拌過程中加入堿劑調節溶液的pH，攪拌至形成分散均勻的懸濁液；

A3、向所述步驟A2的懸浮液中加入一定量的醇類有機物作為軟模板，繼續攪拌至均勻，然后在一定溫度下進行水熱反應；

A4、將步驟A3反應后得到的沉淀產物離心洗滌后，在一定溫度下煅燒成相，得到所述正極活性材料LaNiO₃。

優選地，所述步驟A1中，六合水硝酸鑭和六合水硝酸鎳的摩爾比為1:1，六合水硝酸鑭和六合水硝酸鎳的濃度均為0.02-0.04mol/L。

優選地，所述步驟A2中，堿劑為濃度為6M的KOH溶液或NaOH溶液，調節至pH為13。