一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器.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CN106910637A(43)申请公布日2017.06.30(21)申请号201710114513.9(22)申请日2017.02.28(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号大院(72)发明人施志聪张邹鑫柯曦程乙峰刘军(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人张春水唐京桥(51)Int.Cl.H01G11/24(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/46(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器(57)摘要本申请属于超级电容器制造技术领域，具体涉及一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器。本发明所提供的电极材料以泡沫金属作为基体，在其表面生长纳米多孔金属薄膜，然后在纳米多孔金属-泡沫金属骨架上沉积纳米级的过渡金属氧化物或过渡金属氢氧化物。测试结果表明，基于该复合材料的超级电容器电极具有极高的比电容和优良的倍率性能。本发明所涉及的超级电容器复合电极材料具有制备过程简单、工艺参数易于调控等特点。基于该复合电极材料的超级电容器有望应用于下一代可穿戴电子器件与功率型储能设备中。CN106910637ACN106910637A权利要求书1/1页1.一种复合电极材料，包括：泡沫金属、纳米多孔金属和含氧过渡金属化合物；所述纳米多孔金属包覆在所述泡沫金属的表面；所述含氧过渡金属化合物包覆在所述纳米多孔金属的表面。2.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫钛、泡沫镍、泡沫铁或泡沫银。3.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述纳米多孔金属为纳米多孔金、纳米多孔铜或纳米多孔镍；所述纳米多孔金属的孔径范围为20～200nm。4.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述含氧过渡金属化合物为氢氧化镍、氢氧化钴、二氧化钌、四氧化三钴、二氧化锰或氧化镍。5.一种权利要求1至4任意一项所述复合电极材料的制备方法，包括：a)将泡沫金属作为基体，沉积金属合金，得到金属合金-泡沫金属复合电极材料；b)将所述金属合金-泡沫金属复合电极材料进行去合金化，得到纳米多孔金属-泡沫金属复合电极材料；c)将所述纳米多孔金属-泡沫金属复合电极材料作为基体，沉积含氧过渡金属化合物，得到所述复合电极材料。6.根据权利要5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述金属合金为二元金属合金；所述二元金属合金为金-铜合金、金-银合金、金-锡合金或镍-锡合金。7.根据权利要5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述沉积采用磁控溅射法或电化学沉积法。8.根据权利要5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述去合金化采用电化学去合金法或化学去合金法。9.根据权利要5所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中所述电化学反应采用水热法、溶胶-凝胶法或电化学沉积法。10.一种超级电容器，其特征在于，其电极材料为权利要求1至4任意一项所述的复合电极材料和/或权利要求5至9任意一项所述制备方法得到的复合电极材料。2CN106910637A说明书1/7页一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器技术领域[0001]本发明属于超级电容器制造技术领域，具体涉及一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器。背景技术[0002]随着经济社会的发展，特别是可携带数码产品、可穿戴电子器件、纯电动汽车以及储能电站领域的迅速发展，人们对于能源存储器件的需求越来越多，性能要求越来越高。因此，具有高能量密度、高功率密度以及长循环寿命的储能器件的开发显得尤为重要。超级电容器是一种性能介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，具有功率密度高、充放电速度快以及循环寿命长等优点，在便携式仪器设备、数据记忆存储系统以及电动交通工具等领域均具有广阔的应用前景。[0003]超级电容器主要分为双电层超级电容器与赝电容超级电容器。双电层超级电容器中的电极材料主要为各种高比表面积的碳材料，由于这类材料通过电极与电解质的界面双电层储存电荷，往往存在电容比较低的缺点。赝电容超级电容器主要通过表面或近表面快速、近可逆的法拉第过程来实现电荷存储，因而能够提供较高的比电容。赝电容超级电容器中的电极材料主要包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物和导电聚合物。在众多的赝电容电极材料中，过渡金属氧化物或过渡金属氢氧化物由于具有低成本、极高的理论比容量以及优良的电化学氧化还原活性等优点而成为一种具有发展前景的赝电容电极材料。然而，过渡金属氧化物和过渡金属氢氧化物属于半导体，其较差的导电性限制了电化学反应过程中电子的快速输运，因而限制了其在高功率密度要求下的倍率性能