一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法.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CN111017910A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911332421.3(22)申请日2019.12.22(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人李尧刘震宋家旺原昊闻朱申敏张荻(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人蒋亮珠(51)Int.Cl.C01B32/184(2017.01)H01G11/24(2013.01)H01G11/26(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/44(2013.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将木材切成尺寸大小相同的薄片；(2)将木头薄片分散于六水硝酸镍乙醇溶液中，得到木头-硝酸镍复合材料；(3)将木头-硝酸镍复合材料在惰性气氛下煅烧，得到镍包覆的前驱体；(4)将制备得到的前驱体放入管式炉中，将管式炉中的气氛抽为真空同时将管式炉加热至1200℃，而后随炉冷却，所得产物再经过浓硝酸加热去除镍，即为三维木头类石墨烯材料。与现有技术相比，本发明巧妙地利用自然界中木头结构的优点，其内部丰富的直立管道能够为离子和电子导通提供快速的通道，并且其管壁上分布丰富的微孔，增大了电极的比表面积和电容。CN111017910ACN111017910A权利要求书1/1页1.一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将木材切成尺寸大小相同的薄片；(2)将木头薄片分散于六水硝酸镍乙醇溶液中，得到木头-硝酸镍复合材料；(3)将木头-硝酸镍复合材料在惰性气氛下煅烧，得到镍包覆的前驱体；(4)将制备得到的前驱体放入管式炉中，将管式炉中的气氛抽为真空同时将管式炉加热至1200℃，而后随炉冷却，所得产物再经过浓硝酸加热去除镍，即为三维木头类石墨烯材料。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的木材为椴木。3.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的六水硝酸镍乙醇溶液的质量浓度为20～40％。4.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将木头薄片浸渍于六水硝酸镍乙醇溶液中，用水浴加热保持50～80℃，20～30h。5.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)煅烧的条件为在600℃惰性气氛下煅烧3h，然后随炉冷却。6.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)煅烧的升温速度为3℃/min。7.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)管式炉加热至1200℃的升温速度为3℃/min，在1200℃下煅烧6h。8.根据权利要求1所述的一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)采用的浓硝酸为质量浓度为30％硝酸溶液。2CN111017910A说明书1/3页一种超级电容器电极用三维木头类石墨烯材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于储能相关技术领域，尤其是涉及一种超级电容器用三维木头类石墨烯电极材料制备方法。背景技术[0002]随着日益严重的化石燃料的稀缺和环境污染等问题，存在一种急切的需求去发展有效的、清洁的和可持续的能源种类以及能源转换和储存设备。近年来，相比于电池和其他储能设备来说，由于超级电容器具有高的功率密度、长的生命周期、宽的温度运行范围和快的充放电速率等优点，受到越来越多的研究工作者的亲睐。但是由于其本质的缺点，低的能量密度，限制了超级电容器在能量储存领域的广泛应用。[0003]超级电容器的电化学性能和它的电极结构以及电极材料密切相关，因此为了获得高的能量密度，制造一个具有高的比表面积、合适的分级多孔结构、高导电性的电极材料是非常关键的。[0004]近来，由于三维多孔石墨烯网络不仅具有石墨烯的本质特点，并且其独特的结构有效的减少了石墨烯的重叠，使其具有一个大的可达到的比表面积，提高了电解液与电极的接触面积并且为许多的功能材料提供复载的机会，因此吸引了很多的注意。典型的一些三维石墨烯结构例如泡沫石墨烯、石墨烯海绵、石墨烯水凝胶等等。但是目前大多数三维石墨烯电极的孔道结构都不太利于电解质在其中传播，并且一些制备石墨烯的方法会产生有毒的副产物，会造成环境污染。这通常来说对于实际应用来说是不利的。另