[發明專利]鎳鈷氫氧化物復合材料及其制備方法和超級電容器

有效

• 申請號: 202010575496.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN112820554B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 熊信柏;柳喬
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種鎳鈷氫氧化物復合材料及其制備方法和超級電容器。該鎳鈷氫氧化物復合材料的制備方法包括如下步驟：提供第一鎳材料和第二鎳材料；其中，所述第一鎳材料為泡沫鎳；配制含有鈷鹽、鎳鹽和沉淀劑的電解液；將所述第一鎳材料和所述第二鎳材料置于所述電解液中，以所述第一鎳材料為陰極、所述第二鎳材料為陽極，微波水熱條件下進行電沉積處理，在所述第一鎳材料表面生長所述鎳鈷氫氧化物復合材料。該制備方法反應條件精準、穩定，制備的鎳鈷氫氧化物復合材料表面形貌均勻、結構豐富，用作電極材料具有很好的比電容和循環性能，因此在超級電容器中具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種鎳鈷氫氧化物復合材料及其制備方法和超級電容器。

背景技術

超級電容器是一種新型儲能裝置，它具有功率密度高、充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛，但因受電極材料導電性的限制，其可逆電化學氧化還原反應僅僅發生在電極材料的表面，這極大降低了超級電極材料的利用率，并且也會導致超級電容器電極材料的循環壽命降低、比容量低。

近年來，異質結復合材料已在光催化和太陽能電池中得到了廣泛的研究。由于異質結的構建，實現了兩種不同材料的優勢互補和協同效應。受此啟發，研究人員還試圖通過在電極材料內部構建豐富的異質結來改善電極材料的綜合性能，并成功地制備了一系列異質結。其中，用于超級電容器的異質結復合材料Co(OH)₂/Ni(OH)₂中，Co(OH)₂具有相似晶體結構的Ni(OH)₂，兩者離子導電性很好，Co(OH)₂具有理想的電子導電性，但層狀晶體結構之間的陰離子很容易逃逸，特別是在堿性水環境中，導致Co(OH)₂晶體結構不穩定。而Co(OH)₂/Ni(OH)₂異質結可以實現它們的優勢互補，進一步提高電極材料的利用率。此外，它們的變形應力可以達到協同效應，可以提高結構的穩定性。

鎳鈷氫氧化物復合物可以用做超級電容器電極材料，目前制備鎳鈷氫氧復合物超級電容器電極材料的技術主要有水熱法和電沉積法。水熱法是將具有一定電阻率的導電材料置于含有待沉積涂層獲得薄膜組成離子的溶液中，然后電加熱。電沉積法是利用電化學反應使活性物質沉積于集流體表面。但是，上述制備方法得到的鎳鈷氫氧化物復合物的電化學性能還不夠理想。

因此，現有技術有待改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎳鈷氫氧化物復合材料及其制備方法和超級電容器，旨在解決如何提高鎳鈷氫氧化物復合材料的電化學性能的問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種鎳鈷氫氧化物復合材料的制備方法，包括如下步驟：

提供第一鎳材料和第二鎳材料；其中，所述第一鎳材料為泡沫鎳；

配制含有鈷鹽、鎳鹽和沉淀劑的電解液；

將所述第一鎳材料和所述第二鎳材料置于所述電解液中，以所述第一鎳材料為陰極、所述第二鎳材料為陽極，微波水熱條件下進行電沉積處理，在所述第一鎳材料表面生長所述鎳鈷氫氧化物復合材料。

本發明提供的鎳鈷氫氧化物復合材料的制備方法是一種在泡沫鎳表面原位生成鎳鈷雙金屬氫氧化物復合材料的方法，該制備方法以泡沫鎳形式的第一鎳材料為陰極，以第二鎳材料為陽極，將其置于電解液中在微波水熱條件下進行電沉積處理，微波水熱過程中沉淀劑水解產生氫氧根離子，可以與電解液中的鈷離子和鎳離子結合，而后的電沉積過程中可以在泡沫鎳表面原位生成氫氧化鈷和氫氧化鎳復合組成的鎳鈷氫氧化物復合材料納米片層；該制備方法反應條件精準、穩定，制備的鎳鈷氫氧化物復合材料表面形貌均勻、結構豐富，用作電極材料具有很好的比電容和循環性能，因此在超級電容器中具有很好的應用前景。