硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法.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CN106158419A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201610598938.7(22)申请日2016.07.27(71)申请人河南师范大学地址453007河南省新乡市建设东路46号(72)发明人高志永陈晨武大鹏徐芳张玲翠蒋凯(74)专利代理机构新乡市平原专利有限责任公司41107代理人路宽(51)Int.Cl.H01G11/86(2013.01)H01G11/26(2013.01)H01G11/30(2013.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法(57)摘要本发明公开了一种硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法，以泡沫镍、硝酸钴、硝酸镍和硫脲为原料，以氟化铵为刻蚀剂，以聚乙烯吡咯烷酮为形貌控制剂，在水热反应釜中于100-180℃水热反应2-8h，在泡沫镍基底上沉积生长超薄片层组装蜂窝状多级结构硫化钴镍形成活性电极。本发明制备的硫化钴镍电极能提供较高的赝电容，同时具备较高的电子和离子导电性以及优越的结构韧性，从而能全方位提高电容器的比电容和倍率性能。CN106158419ACN106158419A权利要求书1/1页1.硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法，其特征在于：以泡沫镍、硝酸钴、硝酸镍和硫脲为原料，以氟化铵为刻蚀剂，以聚乙烯吡咯烷酮为形貌控制剂，在水热反应釜中于100-180℃水热反应2-8h，在泡沫镍基底上沉积生长超薄片层组装蜂窝状多级结构硫化钴镍形成活性电极。2.根据权利要求1所述的硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法，其特征在于：所述的硝酸钴和硝酸镍的总摩尔量与硫脲和氟化铵的投料摩尔比为1.5:0.25-2:0.25-2，硝酸钴和硝酸镍总量与聚乙烯吡咯烷酮的投料比例为1.5mmol:25-80mg，硝酸钴和硝酸镍的摩尔比为1:2-2:1，泡沫镍基底的尺寸为10mm×10mm×1mm。3.根据权利要求1或2所述的硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法，其特征在于具体步骤为：将0.5mmol硝酸钴、1mmol硝酸镍、0.5mmol硫脲、0.25mmol氟化铵和25mg聚乙烯吡咯烷酮在磁力搅拌下溶解于30mL去离子水中形成均匀混合溶液，然后将该均匀混合溶液转移至水热反应釜中，同时将尺寸为10mm×10mm×1mm的泡沫镍基底用摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸溶液刻蚀处理5min，洗涤干燥后浸没在水热反应釜内的反应溶液中，于150℃水热反应5h，在泡沫镍基底上生长沉积超薄片层组装蜂窝状多级结构硫化钴镍形成活性电极。2CN106158419A说明书1/3页硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法技术领域[0001]本发明属于超级电容器电极的制备技术领域，具体涉及一种硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法。背景技术[0002]超级电容器是一类重要的电化学储能器件，主要通过多孔电极/电解液界面电荷聚集（双电层电容）或活性材料表面及内部可逆氧化还原反应（赝电容）来储存电荷，相比常规二次电池具有优越的功率密度、充放电速率、循环性能和较宽工作温度范围，在较高功率输出的用电设施如便携电子产品和混合动力汽车等领域有重要开发前景。但是，相对其它二次电池，超级电容器的比电容及能量密度有待提高，因此提高超级电容器的比容及能量密度是此领域目前研究开发的重点。电极材料是超级电容器的关键组成部分，其导电性、表面特性以及氧化还原活性等因素对器件的电容及能量密度有直接影响。赝电容活性物质表面能发生可逆氧化还原反应，能提供较高比电容，因而是一类高效超级电容器电极材料。通过合理结构设计提高赝电容活性电极材料的电解质扩散通道以及同集流体的有效连接提高电极的离子、电子导电性，从而同时具备较高倍率性能，这对超级电容器的应用推广至关重要。[0003]硫化钴镍是一类重要的电极材料，其中的金属元素不同氧化值之间的氧化还原反应能提供较高赝电容，因此可用作高性能超级电容器电极材料。但是赝电容活性电极材料的较低导电性会限制其倍率性能，采用合理路径，在金属集流体表面沉积多级结构材料，能有效改善活性材料与集流体的导电接触以及电解质扩散通道，全方位提高电容器的比电容及倍率性能。发明内容[0004]本发明解决的技术问题是提供了一种硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电极的制备方法，该方法以泡沫镍集流体为基底，沉积生长了一种多级结构硫化钴镍赝电容活性材料，以简单易行的技术方案制备较高比电容和倍率性能的超级电容器电极，该方法制备的硫化钴镍电极在碱性电解质中，能提供较高充放电比容，同时具备显著的倍率性能，显示出该电极在电化学储能性能方面的巨大开发潜力。[0005]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，硫化钴镍/泡沫镍超级电容器电