C材料及其制备方法_2

文档序号:9317415阅读:来源:国知局
3Mn0.229 (OH) 2iC 材料。把所得到的 Ni。.508Co0.263Mn0.229 (OH) 2和 Ni 0.508Co0.263Mn0.229 (OH)2OC分别涂到泡沫镍上,在2mol/L的KOH电解液中,铂电极作为对电极,Hg/HgO电极作为参比电极,三电极体系测它们的电化学性能,结果表明NiQ.5QSCoQ.263Mna229 (0H)2、Nia50sCQa 263Mna 229 (OH)2OC 在电流密度为 0.5A/g 时,比容量分别是 921.03F/g、876.52F/g。
[0027]实施例5
[0028](I)制备 Nia424Coa301Mna 275 (OH)2:将 0.7444g 的 Ni (NO 3) 2.6H20、0.5588g 的Co (NO3)2.6H20和0.6872g的50% Mn(NO3)2.6H20溶液,溶于10mL的乙醇水混合溶液中(V ^=V*= 4:1),然后加入0.3844g的尿素作为沉淀剂,将上述溶液置于聚四氟乙烯反应器中于180°C反应7.5小时,分离、干燥后可得Nia424Coa3Q1MnQ.275 (0H)2。
[0029](2)引入C制备Nia424Coa301Mna 275 (OH)2iC复合材料:将步骤(I)所得的0.2g的Nia424Coa301Mn0.275 (OH) 2均匀分散到乙醇水混合溶液中(V乙醇:V水=4:1),然后添加0.0lg的石墨烯,搅拌均匀后置于反应釜中二次水热处理,在200°C反应4小时,离心、分离干燥后即可得到 Ni。.424Co0.301Mn0.275 (OH) 2材料。把所得到的 Ni 0.424Co0.301Mn0.275 (OH) 2和 Ni 0.424Co0.301Mn0.275(OH)2OC分别涂到泡沫镍上,在2mol/L的KOH电解液中,铂电极作为对电极,Hg/HgO电极作为参比电极,三电极体系测它们的电化学性能,结果表明Ni。.424Co0.301Mn0.275 (OH) 2、Ni。.424Co0.3O1Mna 275 (OH)2OC 在电流密度为 0.5A/g 时,比容量分别是 704.94F/g、659.52F/g。
[0030]实施例6
[0031](I)制备 Niasi2Coa083Mnai05(OH)2:将 1.4852g 的 Ni (NO 3) 2.6H20、0.1862g 的Co (NO3) 2.6H20和0.229g的50% Mn (NO3) 2.6H20溶液,溶于10mL的乙醇水混合溶液中(V乙醇:V7x= 4:1),然后加入0.3844g的尿素作为沉淀剂,将上述溶液置于聚四氟乙烯反应器中于180°C反应7.5小时,分离、干燥后可得Niasi2Coa083Mn0J5(OH)2o
[0032](2)引入 C 制备 Niasi2Coa083Mn0J5(OH)2OC 复合材料:取步骤(I)所得 0.2g 的 Ni。.812Co0.083Mn0_ !05 (OH) 2均匀分散到乙醇水混合溶液中(V:V水=4:1),然后添加0.002g的石墨烯,搅拌均匀后置于反应釜中二次水热处理,在200°C反应4小时,离心、分离干燥后即可得到 Ni0.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2iC 材料。把所得到的 Ni0.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2和 Ni 0.812Co0.083MnaiQ5 (OH)2OC分别涂到泡沫镍上,在2mol/L的KOH电解液中,铂电极作为对电极,Hg/HgO电极作为参比电极,三电极体系测它们的电化学性能,结果表明Niasi2Co_3Mna 105 (OH) 2、Niasi2CoQ.QS3MnQ.1Q5 (OH)2OC 在电流密度为 0.5A/g 时,比容量分别是 1884.53F/g、1880.17F/g。
[0033]实施例7
[0034](I)制备 Niasi2Coa083Mnai05(OH)2:将 1.4852g 的 Ni (NO 3) 2.6H20、0.1862g 的Co (NO3) 2.6H20和0.229g的50% Mn (NO3) 2.6H20溶液,溶于10mL的乙醇水混合溶液中(V乙醇:V7x= 4:1),然后加入0.3844g的尿素作为沉淀剂,将上述溶液置于聚四氟乙烯反应器中于180°C反应7.5小时,分离、干燥后可得制备Niasi2CoaQ83MnQ.1Q5(0H)2。
[0035](2)引入 C 制备 Niasi2Coa083Mna 105(OH)2iC 复合材料:取步骤(I)所得 0.2g 的 Ni0.812Co0.083Mn0.105(OH)2均匀分散到乙醇水混合溶液中(V乙醇:V水=4:1),然后添加0.02g的石墨烯,搅拌均匀后置于反应釜中二次水热处理,在200°C反应4小时,离心、分离干燥后即可得到 Ni。.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2iC 材料。把所得到的 Ni。.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2和 Ni 0.812Co0.083Mn0.1Q5 (OH)2OC分别涂到泡沫镍上,在2mol/L的KOH电解液中,铂电极作为对电极,Hg/HgO电极作为参比电极,三电极体系测它们的电化学性能,结果表明Niasi2Coa。8#%1。5(0!1)2、Niasi2C?aC83Mnai05 (OH)2OC 在电流密度为 0.5A/g 时,比容量分别是 1884.53F/g、1623.62F/g。
[0036]实施例8
[0037](I)制备 Niasi2Coa083Mnai05(OH)2:将 1.4852g 的 Ni (NO 3) 2.6H20、0.1862g 的Co (NO3) 2.6H20和0.229g的50% Mn (NO3) 2.6H20溶液,溶于10mL的乙醇水混合溶液中(V乙醇:V7x= 4:1),然后加入0.3844g的尿素作为沉淀剂,将上述溶液置于聚四氟乙烯反应器中于180°C反应7.5小时,分离、干燥后可得制备Niasi2CoaQ83MnQ.1Q5(0H)2。
[0038](2)引入 C 制备 Niasi2Coa083Mna 105(OH)2@C 复合材料:取步骤(I)所得 0.2g 的 Ni0.sl2Co0.083Mn0.105(OH)2均匀分散到乙醇水混合溶液中(V乙醇:V水=4:1),然后添加0.04g的石墨烯,搅拌均匀后置于反应釜中二次水热处理,在200°C反应4小时,离心、分离干燥后即可得到 Ni。.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2iC 材料。把所得到的 Ni。.812Co0.083Mn0.105 (OH) 2和 Ni 0.812Co0.083Mn0.1Q5 (OH)2OC分别涂到泡沫镍上,在2mol/L的KOH电解液中,铂电极作为对电极,Hg/HgO电极作为参比电极,三电极体系测它们的电化学性能,结果表明Niasi2Coa。8#%1。5(0!1)2、Niasi2Cο。.083MnaiQ5 (OH)2OC 在电流密度为 0.5A/g 时,比容量分别是 1884.53F/g、1479.37F/go
【主权项】
1.一种超级电容器用Ni i xyCoxMny(0H)2@C材料,其特征在于:分子式中0.l〈x〈l,0.l〈y〈l,所述的复合材料中的Ni1 x yCoxMny (OH)2的粒径处于10纳米至100微米之间。2.权利要求1所述的超级电容器用NiI x yCoxMny (OH)2OC材料的制备方法,其特征在于包括下述步骤:(I)制备Ni1 x yCoxMny (OH)2:将镍盐、钴盐和锰盐溶解到混合溶液中,然后加入沉淀剂得到混合液,将上述混合液置于聚四氟乙烯反应器中于120-200°C反应2-48小时,分离、干燥后可得NilxyCoxMny (OH)2;⑵引入C制备Ni丨x yCoxMny (OH) 2@C复合材料:将步骤(I)所得的NilxyCoxMny(OH)2分散到混合溶液中,然后添加C材料,搅拌均匀后置于反应釜中二次水热处理,在100-240°C反应1-24小时,离心、分离干燥后即可得到复合材料Ni1 xyCoxMny (OH)2OC03.根据权利要求2所述的超级电容器用NiI x yCoxMny (OH)2OC材料的制备方法,其特征在于:步骤(I)中镍盐、钴盐和锰盐分别是硝酸盐、硫酸盐、氯化物或醋酸盐;混合溶液为去离子水、无水乙醇、乙二醇和丙酮中任意两种的混合,混合比例从0.1:1至1:0.1 ;沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸胺和尿素中的一种或几种;沉淀剂的用量和金属盐总量摩尔比充 1:0.5 至 1:2。4.根据权利要求1所述的超级电容器用NiI x yCoxMny (OH)2OC材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)引入C为碳纳米管、天然石墨、活性炭和石墨烯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的超级电容器用NiI x yCoxMny (OH)2OC材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)添加C的质量为Ni1 x yCoxMny (OH)2质量的l_80wt%。6.根据权利要求1所述的超级电容器用NiI x yCoxMny (OH)2OC材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)的混合溶液为去离子水、无水乙醇、乙二醇和丙酮中任意两种或多种的混合液。7.权利要求1所述的超级电容器用N1: x yCoxMny (OH)2OC材料的应用,所述的Ni1 x yCoxMny (OH)2OC用作超级电容器活性材料。
【专利摘要】一种超级电容器用Ni1-x-yCoxMny(OH)2C材料,分子式中0.1≤x≤1,0.1≤y≤1,所述的复合材料中的Ni1-x-yCoxMny(OH)2的粒径处于10纳米至100微米之间。该材料的制备方法是:采用不同比例的镍盐、钴盐和锰盐的混合溶液与一定量的沉淀剂在封闭容器中反应数小时后,可得到组成为Ni1-x-yCoxMny(OH)2的氢氧化物;然后通过Ni1-x-yCoxMny(OH)2与C进行复合,可得到Ni1-x-yCoxMny(OH)2C。本发明的方法操作简单,效率高,绿色安全,所制得的Ni1-x-yCoxMny(OH)2C复合材料具有高比电容及优异的倍率性能。
【IPC分类】C01G53/00, H01G11/30, C01B31/02
【公开号】CN105036107
【申请号】CN201510303974
【发明人】陈卫华, 冯祥明, 郑金云, 李蒙, 米立伟, 王盼娣
【申请人】郑州大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月5日
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