[發明專利]一種自支撐NF@Co-Ni3

有效

• 申請號: 201911221637.2
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110880423B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 周亮;金加倫;麥立強;陳強
• 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;H01G11/46;H01G11/86
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明涉及一種基于自支撐、分層結構的泡沫鎳為基底的NF@Co?Ni₃S₂@NiO納米棒混合型電容器正極材料及其制備方法，其為生長在泡沫鎳表面的Co?Ni₃S₂納米棒以及生長在棒上的NiO納米片分層結構，所述Co?Ni₃S₂納米棒的尺寸為1.2–1.3μm，且納米棒的周圍生長有一層NiO納米片，尺寸為0.03–0.04μm²，所述納米棒與納米片尺寸均一且分布均勻。本發明所得自支撐、分層結構的NF@Co?Ni₃S₂@NiO納米棒混合型電容器正極材料，具有高功率密度、高倍率特性、長循環壽命、高能量密度的特性，為研究高效的混合型電容器贗電容正極材料提供了一種出色的合成策略。

技術領域

本發明屬于混合型電容器正極材料合成技術領域，具體涉及一種基于自支撐、分層結構的泡沫鎳為基底的NF@Co-Ni₃S₂@NiO納米棒混合型電容器正極材料及其制備方法。

背景技術

混合型超級電容器，是一種性能介于電池與傳統電容器之間的新型、高效、實用的能量儲存裝置，具有功率密度高、充放電速度快、使用壽命長、環境友好、能量密度相較傳統電容器更高等優點，但其能量密度主要由贗電容電極材料提供，所以研究一種具有高能量密度并不犧牲原有超級電容器性能的贗電容電極材料十分重要。

泡沫鎳，作為一種低成本、輕重量、高孔隙率和良好導電性能的泡沫金屬，已經被廣泛地應用為電池或電容器的電極材料，且多數以過渡金屬硫化物的形式存在。許多基于泡沫鎳的納米結構也具有極好的電化學性能。所以由此而來的硫化鎳納米材料也被廣泛研究作為一種混合型電容器的新型贗電容材料。但是，之前的材料仍然存在問題，如：過于復雜的制備方法、能量密度不夠高、由于負載和泡沫鎳連接不夠緊密導致的短循環壽命。

發明內容

本發明為解決上述技術問題提供一種自支撐的NF@Co-Ni₃S₂@NiO納米棒材料及其制備方法，該電極材料及負載的材料聯系更加緊密，分層結構可以提高材料的穩定性，鈷的摻雜加深了刻蝕，改變的材料的微觀形貌，提高了導電性能以及增加了電化學活性位點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種自支撐NF@Co-Ni₃S₂@NiO納米棒材料，其為生長在泡沫鎳表面的Co-Ni₃S₂納米棒以及生長在棒上的NiO納米片分層結構，所述 Co-Ni₃S₂納米棒的尺寸為1.2–1.3μm，且納米棒的周圍生長有一層NiO納米片，尺寸為0.03– 0.04μm²，所述納米棒與納米片尺寸均一且分布均勻。

所述的自支撐NF@Co-Ni₃S₂@NiO納米棒材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1)將商業泡沫鎳裁剪到合適的大小，并對其表面進行超聲清洗處理，然后將泡沫鎳在真空條件下進行低溫干燥處理；

2)將六水合硝酸鈷、尿素、二水合檸檬酸三鈉、硫化鈉和去離子水倒入反應容器中攪拌均勻，得到水熱反應溶液；

3)將泡沫鎳置于反應釜內襯中，將水熱反應溶液倒入內襯，采用水熱法進行反應；

4)將泡沫鎳從反應釜內襯中取出來，用去離子水進行清洗；

5)將泡沫鎳干燥，即得自支撐NF@Co-Ni₃S₂@NiO納米棒材料。

按上述方案，步驟1)中所述泡沫鎳的大小為2cm×3cm。