分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111199835A(43)申请公布日2020.05.26(21)申请号202010077591.8(22)申请日2020.01.30(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人张启龙王倩倩朱雨露杨辉(74)专利代理机构杭州中成专利事务所有限公司33212代理人周世骏(51)Int.Cl.H01G11/26(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/46(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料制备方法(57)摘要本发明涉及电极材料技术，旨在提供一种分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料制备方法。包括：将碳布浸没在六水合硝酸镍、六水合硝酸钴、尿素、水和乙醇混合溶液中保温反应，超声清洗后与硒粉一并置于管式炉中，在氩气氛下高温处理；将处理后的碳布作为工作电极，采用计时电位法在碳布的表面电化学沉积镍钴双氢氧化物，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。具有大的比表面积，高堆积密度以及有利于荷电传输的有序网络结构，提高了复合材料的导电性，同时还为复合材料提供了可观的比电容。大大降低了电子转移阻抗，提高了活性物质的利用率，进一步提高了电极的电容性能。CN111199835ACN111199835A权利要求书1/1页1.一种分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取尺寸合适的碳布，清洗干燥后备用；(2)按摩尔比1∶2∶4取六水合硝酸镍、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(1)所得碳布浸没在混合溶液中，密封反应釜后，在120℃保温、反应3～12h；(3)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12h后，得到表面生长了镍钴前驱体纳米棒阵列的碳布；(4)取适量硒粉置于管式炉中间，将步骤(3)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，得到表面生长了镍钴硒纳米棒阵列基体的碳布；(5)将步骤(4)中得到的碳布作为工作电极，采用计时电位法在碳布的表面电化学沉积镍钴双氢氧化物，最终所得碳布即为表面具备珊瑚状分级结构的NiCoSe@NiCoLDH整体式电极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碳布的尺寸为1cm×2cm；所述清洗是指：将碳布置于清洗液中进行超声清洗，依次使用3M稀盐酸、丙酮、去离子水和无水乙醇作为清洗液，每次清洗时间为20分钟；所述干燥是指：在60℃的真空烘箱中烘干12h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水和乙醇的体积比为14∶1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，相对于尺寸为1cm×2cm的碳布，硒粉的用量为0.6g；碳布放置位置距离硒粉10cm；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。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，在电化学沉积时，采用的对电极为1cm×1cm的铂片电极，参比电极为银/氯化银电极；电解液是含六水合硝酸镍和六水合硝酸钴的混合溶液，各自浓度分别为0.0334mol/L和0.0666mol/L；电沉积的初始电位为-1.0V，持续时间为100～500s。2CN111199835A说明书1/8页分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于超级电容器的珊瑚状的分级结构镍钴硒/镍钴双氢氧化物复合电极材料的制备方法，属于材料科学技术领域。背景技术[0002]电化学储能是解决化石燃料枯竭和环境污染问题的重要方式，超级电容器凭借高倍率性能、快速充放电、高循环性能、宽工作温度区间和绿色环保等优点，在现代电动设备和柔性的可穿戴电源等领域拥有广阔的应用前景。电极材料是决定能源器件性能的关键因素，在保持高功率密度的同时，进一步提高电极材料的能量密度和循环寿命，仍然是解决超级电容器实际应用问题面临的主要挑战。[0003]合理设计和调控电极材料的结构与组分是改善电极材料电化学性能的有效途径。过渡金属基层状双氢氧化物(LDH)由于其化学组成可调控、氧化还原性能优异、易插层等特点，满足制备理想电极材料的基本要求。此外，其独特的二维结构，使材料具有较高的比表面积和足够的层间距，不仅增加了电化学活性位点，还缩短了离子传输的距离，大幅