[發(fā)明專利]一種P摻雜ZnCo2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011400315.7
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112466672A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳瑞花
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江倪阮新材料有限公司
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;C01G51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料的制備方法，包括下述步驟：首先將碳布用硝酸和乙二胺四甲叉膦酸鈉進行預(yù)處理，將處理好的碳布分別用去離子水和無水乙醇分超聲清洗，真空干燥后將預(yù)處理的碳布浸入含有硝酸鋅、硝酸鈷、尿素、去離子水混合溶液中，利用葡萄糖做還原劑，進行水熱反應(yīng)，之后在N₂氣氛下，將樣品與次磷酸鈉置于管式爐內(nèi)，進行煅燒反應(yīng)，反應(yīng)制得P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料。本發(fā)明公開的方案成本低、操作簡單、高效節(jié)能，得到的電極材料具有很好的比電容和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料的制備方法，具體地說，是涉及一種具有良好充放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性能的納米棒狀的P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化進程的不斷推進，人類對能源的需求快速增長，在新型能源的開發(fā)利用過程中如何高效儲存轉(zhuǎn)換是目前能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。超級電容器具有功率密度高、充電時間短、循環(huán)壽命長及成本低等特點，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、混合動力電車及大型智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。作為影響超級電容器性能的核心因素，電極材料的選取至關(guān)重要，傳統(tǒng)電極材料因其導(dǎo)電性差，比電容低，已經(jīng)不能滿足目前電容器性能提升的需要，尋求一種廉價、高性能且易大量合成的電極材料成為目前電極材料創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢。同時電極材料中活性電極和導(dǎo)電材料一般為兩種不同材料，需要使用粘接劑來將活性電極與導(dǎo)電材料粘結(jié)在一起，但粘接劑的使用也會使活性材料的性能不能完全利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料的制備方法，所述工藝簡單，得到的生長在碳布上的納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于電化學(xué)過程中電子和電解質(zhì)離子的傳輸，從而有利于電化學(xué)儲能反應(yīng)的發(fā)生，可以有效的改善電極材料的電化學(xué)性能，利用碳布作為基底，使納米棒狀的ZnCo₂O₄直接生長在碳布上，可以使所制備的納米棒狀電極材料具有更高的比電容和良好的循環(huán)性和穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

(1)碳布(CC)處理：將碳布剪成2cm×3cm大小的長方形片，將碳布放入硝酸中，并加入0.12-0.16mol/L的乙二胺四甲叉膦酸鈉進行水熱處理，之后用去離子水和無水乙醇超聲洗滌三次，在60℃的真空干燥箱中干燥；

(2)稱取硝酸鋅和硝酸鈷溶于去離子水中，再加入尿素，混合均勻后攪拌30min；

(3)將步驟(2)的溶液轉(zhuǎn)入不銹鋼高壓釜中，放入處理過的碳布，加入還原劑，并補充去離子水至高壓釜的1/2-2/3，加熱進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后對碳布熱風干燥；

(4)將步驟(3)處理的碳布表面鋪灑一層次磷酸鈉粉末并置于管式爐內(nèi)，在N₂氣氛下煅燒，反應(yīng)結(jié)束后在N₂氣氛下自然冷卻，用去離子水洗滌碳布并自然風干，制得P摻雜ZnCo₂O₄/CC復(fù)合電極材料。

優(yōu)選的，所述步驟(1)碳布預(yù)處理過程中，硝酸的濃度為15％-25％，水熱反應(yīng)的溫度為100-150℃，時間為1-3h。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中硝酸鋅、硝酸鈷和尿素的質(zhì)量比為1：(1-2)：(0.6-1)。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中水熱反應(yīng)溫度為110-130℃，反應(yīng)時間為1-5h，熱風為50-60℃。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的還原劑為葡萄糖，其與尿素的質(zhì)量比為(1-3)：1。

優(yōu)選的，所述步驟(4)中加入次磷酸鈉和步驟(2)中硝酸鋅的質(zhì)量比為(0.25-0.4)：1。