[發明專利]一種泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極的制備方法

有效

• 申請號: 202011235883.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112133574B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 徐國榮;陶林;詹擇煒;唐安平
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/26;H01G11/30;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

本發明公開了一種泡沫鎳@鎳微?納米棒陣列電極的制備方法，屬于電極片制備技術領域。該方法包括如下步驟：配制草酸?草酸銨水溶液，再將泡沫鎳片蘸取上述溶液，用紙巾吸去過多的溶液，放入磨口瓶內反應6~48 h，在泡沫鎳片上生長一層草酸鎳微?納米棒陣列；然后將上述生長了草酸鎳微?納米棒陣列的泡沫鎳片清洗烘干，在惰性氣氛下于350?500℃中熱處理0.5~2 h，得到泡沫鎳@鎳微?納米棒陣列電極。本發明目的在于提供一種泡沫鎳電極片的制備方法，用以生成具有優良電子傳導效果的泡沫鎳電極片。與現有技術相比，本發明得到的產品無需外加鎳源，機械強度高，穩定性好，工藝簡單、過程容易控制，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及電極片制備技術領域，具體涉及一種泡沫鎳電極片的制備方法。

背景技術

由于化石能源造成的環境污染，以及化石能源的不可再生，推動了新能源開發利用以及電動汽車的推廣使用。新能源的開發利用、電動汽車產業的發展促進了高性能電能存儲器件比如電池、超級電容器的發展。

從原理上超級電容分為雙電層電容和法拉第準電容（贗電容）。具有法拉第準電容的材料主要是金屬氧化物，如二氧化釕、氧化錳、氧化鐵、氧化錫和氧化鎳等。金屬氧化物中的二氧化釕雖然導電性好、容量高、電位范圍寬（1.4 V），是理想電容器材料，但二氧化釕有毒，且資源稀缺，限制了它的商業應用。其它的金屬氧化物中，二氧化錳具有較大的優勢：具有高的理論容量，資源豐富，價格便宜且無毒。但二氧化錳屬于半導體，導電性差，離子擴散慢，贗電容儲能反應局限于距離材料表面30 nm 范圍內，因此比容量高的電極都是基于薄膜電極。這種電極由于活性物質質量少，所以面積（體積）比容量不高，沒有商用價值，所以必須從電極結構進行設計，以提高電極面積（體積）比電容。

為了提高活性材料裝填密度，設計三維多孔且具有納米結構的電極集流體是比較好的方法，本發明提供一種泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極集流體的制備方法。這種集流體能有效提高活性材料裝填密度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極的制備方法。本發明采用的技術方案：一種泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極的制備方法，包括以下步驟：

(1) 配置草酸-草酸銨水溶液，其中草酸的摩爾濃度為0.1~1.0 mol/L¹；草酸銨的摩爾濃度為0.1~0.8 mol/L；

(2) 將泡沫鎳片蘸取上述步驟（1）得到的草酸-草酸銨水溶液，常壓下反應，在泡沫鎳片上生長一層草酸鎳微-納米棒陣列；

(3) 將步驟（2）得到的泡沫鎳@草酸鎳微-納米棒陣列于惰性氣中熱處理，即得到泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極。

作為優選，所述（1）的草酸-草酸銨水溶液中，銨源為草酸銨或氨水中的一種。

作為優選，步驟（2）中所述的泡沫鎳片清洗烘干后使用，具體是將泡沫鎳片用1~2mol /L硫酸超聲清洗，再用去離子水清洗干凈，然后氮氣下烘干。

作為優選，步驟（2）中制備草酸鎳微-納米棒陣列的溫度為5~35℃。

作為優選，步驟（2）中制備草酸鎳微-納米棒陣列的反應時間為6~48 h。

作為優選，步驟（2）蘸有草酸-草酸銨水溶液的泡沫鎳片在密封環境下反應，避免泡沫鎳片上的水分蒸發。

作為優選，步驟（2）得到的泡沫鎳@草酸鎳微-納米棒陣列用去離子水清洗干凈，然后烘干。

作為優選，步驟（3）中，惰性氣氛為氬氣、氮氣中的一種。

作為優選，步驟（3）中，熱處理溫度為350~500 ℃，熱處理時間為0.5～2小時。

一種如所述方法制備的泡沫鎳@鎳微-納米棒陣列電極。