一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115304036A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202211070249.0(22)申请日2022.09.02(71)申请人湖州师范学院地址313000浙江省湖州市吴兴区二环东路759号(72)发明人王倩倩韩苗苗(74)专利代理机构湖州佳灏专利商标代理事务所(特殊普通合伙)33476专利代理师徐海燕(51)Int.Cl.C01B19/00(2006.01)H01G11/26(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法(57)摘要本发明涉及电极材料技术，旨在提供一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料的制备方法。包括：对碳布进行预处理，去除表面的氧化层和有机基团，提升碳布的电导率。然后，通过溶剂热法在碳布表面生长含钛前驱体，在氩气气氛下热处理得到TiO2‑C纳米棒阵列。再采用水热反应在TiO2‑C表面负载NiCo‑OH前驱体。最后，利用管式炉进行硒化反应，最终得到电极材料。本发明避免了涂布电极的限制，有利于电极材料在柔性器件中的应用。在电极反应过程中，该电极材料受到表面电容和扩散过程的共同作用，因此兼具表面电容型材料的高倍率性能和电池型材料的高比电容特性。并且展现出较快的电荷传输和离子扩散速率，以及非凡的循环稳定性(经过12000次循环，仍保持92.55％的初始比电容)。CN115304036ACN115304036A权利要求书1/1页1.一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取大小合适的碳布进行预处理，干燥后备用；(2)按照体积比1∶3混合甘油和乙醇，剧烈搅拌直至形成均一透明的溶液；向混合醇溶液中加入一定量钛酸四丁酯，磁力搅拌20分钟；将所得溶液移入带有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，将步骤(1)中所得碳布浸没在溶液中，密封后在180℃保温12～36h，反应结束后，待反应釜冷却至室温，取出碳布，依次置于去离子水和无水乙醇中超声清洗数次，在60℃下真空干燥24h，得到表面生长了钛甘油盐纳米棒阵列基体的碳布(碳布表面变成白色)；(3)将步骤(2)中所得碳布置于管式炉中间，持续通入氩气，升温至475℃后保温2h；热处理结束后继续通入氩气直至降至室温，得到表面生长了二氧化钛‑碳纳米棒阵列基体的碳布(碳布表面变成黑色)；(4)按摩尔比1∶2∶4取合六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和尿素，加入适量的水和乙醇，磁力搅拌直至形成均一的紫红色透明溶液；将混合溶液移至带有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，将步骤(3)所得碳布浸没在混合溶液中，密封反应釜后，在120℃保温3～9h；冷却至室温后，从反应釜中取出碳布，依次以去离子水和无水乙醇超声清洗数次；在60℃下真空干燥24h，得到表面生长了二氧化钛‑碳/镍钴前驱体纳米棒阵列的碳布(生成物在碳布表面呈紫色)；(5)取适量硒粉置于管式炉中间，将步骤(4)中的碳布放置在管式炉中硒粉的下风口，持续通入氩气；升温至450℃后保温2h，热处理结束后继续通入氩气直至降至室温，最终所得碳布即为表面生长了纳米棒阵列结构的TiO2‑C@(Ni,Co)Se2整体式电极材料(生成物在碳布表面呈黑色)。2.根据权利要求1所述的一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碳布的尺寸为1cm×2cm；所述预处理是指：将碳布依次置于3M稀盐酸、丙酮、去离子水和无水乙醇中超声清洗15分钟；所述干燥是指：在60℃真空干燥24h。3.根据权利要求1所述的一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯和混合醇溶液的体积比为1∶20。4.根据权利要求1所述的一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，升温过程中控制升温的速率为1℃/min，热处理后的冷却方式为随炉冷却。5.根据权利要求1所述的一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述水和乙醇的体积比为14∶1。6.根据权利要求1所述的一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，相对于尺寸为1cm×2cm的碳布，硒粉的用量为0.5g；升温过程中控制升温的速率为10℃/min，热处理后的冷却方式为随炉冷却。2CN115304036A说明书1/9页一种高循环稳定性的镍钴硒化物基纳米阵列电极材料制备方法技术领域[0001]本发明属于材料科学技术领域，涉及了一种用于超级电容器的纳米棒阵列结构二氧化钛‑碳/镍钴硒化物电