[發(fā)明專利]一種層狀Co-Ni氫氧化物-Co9

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010825273.5
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112053853A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 熊書偉
• 申請（專利權）人: 新昌縣希亭科技有限公司
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/36;H01G11/24;H01G11/86;C01G51/00;C01G53/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于潔

本發(fā)明涉及超級電容器電極材料技術領域，且公開了一種層狀Co?Ni氫氧化物?Co₉S₈的超級電容器電極材料，包括以下配方原料：碳納米管負載納米Co₉S₈、Ni(NO₃)₂、Co(NO₃)₂、有機配體。該一種層狀Co?Ni氫氧化物?Co₉S₈的超級電容器電極材料，通過熱溶劑法在碳納米管的表面原位生長的Co₉S₈具有良好的納米形貌，與碳納米管形成的復合材料具有良好的電荷導電性和離子導電性，Co?Ni雙金屬MOFs具有大量的孔道結構，以其為模板制備出的層狀Co?Ni雙金屬氫氧化物具有豐富的疊層結構，為體積膨脹效應提供了彈性膨脹緩沖，碳納米管負載納米Co₉S₈復合材料與疊層結構之間形成導電網(wǎng)絡，為電荷和金屬離子提高了傳輸通道，促進了電荷和金屬離子的擴散和遷移，加速了電解反應的進行。

技術領域

本發(fā)明涉及超級電容器電極材料技術領域，具體為一種層狀Co-Ni氫氧化物-Co₉S₈的超級電容器電極材料及其制法。

背景技術

超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的新型儲能裝置，不僅具有電容器快速充放電的特性，還具有電池的儲能特性，超級電容器是通過電極與電解質(zhì)之間形成的界面雙層來存儲能量，當電極與電解液接觸時，由于庫侖力、分子間力及原子間力的作用，使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定和符號相反的雙層電荷，稱其為界面雙層，超級電容器電容量大，功率密度高，因此在后備電源、替代電源、大功率輸出等方面具有廣泛的應用前景，超級電容器的性能主要取決于電極材料。

目前作為超級電容器的電極材料的主要有碳材料類電極材料，如活性碳纖維、碳氣凝膠、碳納米管等；金屬氧化物及水合物材料如Ru氧化物、Co氧化物、MnO₂等、導電聚合物材料如苯胺、聚吡咯等，其中過渡金屬氫氧化物電極材料如鎳、鈷基氫氧化物具有較高的理論比電容，是一種廣泛研究的超級電容器電極材料，但是目前的鎳、鈷基氫氧化物電極材料的導電性較差，阻礙了電極反應中電荷和金屬離子的擴散和遷移，抑制了電解反應的正向進行，并且鎳、鈷基氫氧化物在充放電過程中，容易發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，會引起電極材料的基團損耗甚至分解，降低了電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。

(一)解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種層狀Co-Ni氫氧化物-Co₉S₈的超級電容器電極材料及其制法，解決了鎳、鈷基氫氧化物電極材料的導電性較差，以及在充放電過程中，容易發(fā)生體積膨脹現(xiàn)象的問題。

(二)技術方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種層狀Co-Ni氫氧化物-Co₉S₈的超級電容器電極材料，包括以下按重量份數(shù)計的配方原料：25-36份碳納米管負載納米Co₉S₈、12-14份Ni(NO₃)₂、36-42份Co(NO₃)₂、16-19份有機配體。

優(yōu)選的，所述碳納米管負載納米Co₉S₈制備方法包括以下步驟：

(1)向反應瓶中加入蒸餾水、碳納米管、CoCl₂和尿素，攪拌溶解后，加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH至5-6，將反應瓶置于超聲處理儀中，加熱至50-70℃，超聲頻率為20-25KHz，進行超聲分散處理1-2h，將溶液轉移進聚四氟乙烯水熱反應釜，并置于反應釜加熱箱中，加熱至110-120℃，反應6-8h，將溶液冷卻至室溫，通過高速離心機進行離心分離3-5次除去溶劑。