[發明專利]一種高性能CN@Co-Ni LDH電極的制備方法

在審

• 申請號: 202110227661.8
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113035588A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 赫文秀;韓曉星;蘭大為;馬倩;邱恒睿;張永強
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發明公開了一種高性能CN@Co?NiLDH電極的制備方法，包括：1)采用無水乙醇溶解尿素，攪拌超聲處理，混合均勻后干燥處理，然后高溫煅燒得到CN；將CN散在溶于去離子水和乙二醇的混合溶液，得到CN溶液；3)取Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和尿素加入步驟1)所得CN溶液中得混合溶液；4)將步驟3)混合溶液和泡沫鎳轉移至微波反應器，反應結束取出泡沫鎳，去離子水沖洗，干燥得到CN@Co?NiLDH電極。本發明制備的CN@Co?NiLDH電極能夠提高超級電容器的能量密度和循環穩定性，同時降低超級電容電器的制造成本，推動超級電容器在實際應用中的廣泛使用。

技術領域

本發明涉及納米材料領域，尤其涉及一種高性能CN@Co-Ni LDH電極的制備 方法。

背景技術

人類社會的快速發展引發對可持續能源的巨大需求，便攜高效的儲能設備 成為研究的熱點。在眾多的儲能器件中，超級電容器因其快速充放電，循環壽 命長等卓越的電化學壽命，被視為最有潛力的儲能器件之一。當前，在保持高 功率密度的同時，提升超級電容器的能量密度，仍是解決超級電容器在實際應 用中的主要挑戰。層狀雙金屬氫化物(LDH)是一種理想的贗電容的電極材料，其 層板間的過渡金屬陽離子可以作為電化學反應的活性位點。在超級電容器方面 有廣闊的應用前景。但是，LDH的電化學反應動力學較為緩慢，電子和離子的傳 導性較差。導致其電化學性能仍就有較大的提升空間。

近年來，碳材料與LDHs復合被廣泛的使用，因為二者復合增強電化學性能， 提高氧化還原性。例如Zhang等人采用簡單的氣液界面的方法制備了CoAl-LDH/ 石墨烯復合材料。在電流密度為10A/g下，比電容為341.2F/g。Yu等人通過 水熱法成功制備了多面體狀的NiMn-LDH/多孔碳復合材料，在電流密度為1A/ g的條件下，電容為1634F/g。然而僅僅通過涂漿法制電極往往會增加電極的 “死面”，限制材料的電化學性能。因此有必要在導電基底上直接生長復合材 料，是的活性物質在儲能中得以有效利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種高性能CN@Co-Ni LDH電極的制備方法，其明制備 的CN@Co-Ni LDH電極能夠提高超級電容器的能量密度和循環穩定性，同時降低 超級電容電器的制造成本，推動超級電容器在實際應用中的廣泛使用。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明一種高性能CN@Co-Ni LDH電極的制備方法，1.一種高性能CN@Co-Ni LDH電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)采用無水乙醇溶解尿素，攪拌超聲處理，混合均勻后干燥處理，然后高 溫煅燒得到粉末狀CN；將粉末狀CN散在溶于去離子水和乙二醇的混合溶液得到 溶液A，超聲分散使溶液均勻，得到CN溶液；

3)取Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和尿素加入步驟1)所得CN溶液中 并持續攪拌直至溶液均勻得混合溶液；

4)將步驟3)混合溶液和干凈的泡沫鎳轉移至微波反應器，于180-200℃ 反應，反應結束取出泡沫鎳，用去離子水沖洗，干燥得到CN@Co-Ni LDH電極。

進一步的，所述步驟1)中所得到的CN溶液為1mg/ml的CN溶液。

進一步的，所述步驟4)中反應溫度為190℃。

進一步的，所述步驟4)中反應時間為10-20min，優選15min。

進一步的，所述步驟1)中干燥處理具體為：于65-85℃恒溫鼓風干燥箱 內干燥12h，優選75℃。