[發(fā)明專利]一種納米鈷酸鎳/泡沫鎳復(fù)合電極及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910821624.2
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN110571064A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧露;王琦;張曉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01G11/30
• 分類號(hào): H01G11/30;H01G11/26;H01G11/86
• 代理公司: 37240 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))
• 代理人: 趙鳳

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極及其制備方法，將CoSO₄·6H₂O、NiSO₄·6H₂O和尿素按照摩爾比1:2:(15?25)混合攪拌，加入氟化銨為分散劑，將混合溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，放入泡沫鎳，在100?130℃下反應(yīng)2?12h，洗滌，烘干，得到前驅(qū)體與泡沫鎳的復(fù)合物，在空氣中經(jīng)350?370℃恒溫?zé)崽幚砗螅玫郊{米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極。該復(fù)合電極純度高、比表面積大，作為電極材料提高了活性材料和電解液的接觸面，提高了反應(yīng)速率；在循環(huán)伏安曲線測試中，掃速為5 mV/s時(shí)，比電容最大為1103.125 F/g，掃速50 mV/s時(shí)，比電容為1054.875 F/g，比電容損失率為4.44%；在功率密度為2.206 kW/kg時(shí)，能量密度為98.055kW/kg；其溶液內(nèi)阻Rs為0.15Ω，電荷傳遞電阻R_CT為0.55Ω；制備方法簡單、產(chǎn)品成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極及其制備方法。

背景技術(shù)

超級電容器的性能（比電容、比功率和比能量等）主要取決于電極材料的選擇。超級電容器比蓄電池最大的不足就是能量密度偏低。近年來過渡金屬氧化物在電極材料領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，NiCo₂O₄是過渡金屬氧化物的代表，其獨(dú)特的變電價(jià)性質(zhì)能使其電容高達(dá)2000F/g，作為電容器的電極材料具有廣闊的研究前景。NiCo₂O₄是尖晶石相的過渡金屬復(fù)合氧化物。 Ni和Co都是過渡元素，都是變電價(jià)元素，NiCo₂O₄ 是在Co₃O₄晶體中引入Ni，Ni原子取代晶體中Co的位置形成的。Ni的加入會(huì)提高原晶體的導(dǎo)電性。NiCo₂O₄是尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物，屬于立方晶系，O元素占據(jù)立方體的面心立方位置，Ni、Co離子填隙在其八面體和四面體間隙中。目前， 制備使用比較普遍的方法是水(溶劑)熱法，因其具有工藝簡單易行、能量消耗相對較小、 且產(chǎn)物易于控制、反應(yīng)時(shí)間較短等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種納米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極的制備方法，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，能夠作為超級電容器電極使用。

本發(fā)明提供一種納米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極的制備方法，步驟如下：

(1)將CoSO₄·6H₂O、NiSO₄·6H₂O和尿素加入到去離子水中，常溫下攪拌，使溶液混合均勻，得溶液A；

(2)在溶液A中加入分散劑，超聲使之混合均勻，得溶液B；

(3)用鑷子取一片處理好的泡沫鎳小心放入溶液B中，真空抽濾2遍，使泡沫鎳完全浸沒到溶液B中；

(4)將溶液B與浸潤的泡沫鎳轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在一定溫度下恒溫反應(yīng)2-12小時(shí)；洗滌，烘干，得到前驅(qū)體與泡沫鎳的復(fù)合物；

(5)將上述復(fù)合物在空氣中經(jīng)350-370℃恒溫?zé)崽幚砗螅玫郊{米NiCo₂O₄/泡沫鎳復(fù)合電極。

作為優(yōu)選：步驟(1)中所述CoSO₄·6H₂O、NiSO₄·6H₂O和尿素的摩爾比為1:2:(15-25)。

作為優(yōu)選：所述分散劑為氟化銨。