2摩尔镍的硝酸镍溶液，取配置好的15毫升硝酸钴溶液与135毫升的硝酸镍溶液混合均匀，在搅拌条件下逐滴加入每升溶液含磷酸一氢钾0.1摩尔的磷酸一氢钾水溶液，总计加入磷酸一氢钾溶液100毫升，搅拌20分钟，将混合溶液转入到500毫升的水热反应釜中，将水热放入100°C的鼓风烘箱中反应1.0小时。反应后自然冷却，过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤3次，干燥固体得到水合磷酸钴镍粉末。将得到的水合磷酸钴镍粉末在300°C的马弗炉中焙烧8h，得到具有蜂窝状介孔结构的球形磷酸钴镍电极材料，为无定形晶相结构，颗粒尺寸为35 nm，介孔磷酸钴镍的内孔平均孔径为8nm，作为超级电容器电极材料时比电容量为1200F g—SlOA g—1放电时的最高容量保持率是0.5A g—1时的88.7%。
[0056]实施例7
[0057]将硝酸钴溶于去离子水中，得到每升溶液含0.2摩尔钴的硝酸钴溶液，将硝酸镍溶于去离子水中，得到每毫升溶液含0.2摩尔镍的硝酸镍溶液，取配置好的15毫升硝酸钴溶液与45毫升的硝酸镍溶液混合均匀，在搅拌条件下逐滴加入每升溶液含磷酸二氢钾0.2摩尔的磷酸二氢钾水溶液，总计加入磷酸二氢钾溶液40毫升，搅拌20分钟，将混合溶液转入到100毫升的水热反应釜中，将水热放入80°C的鼓风烘箱中反应0.5小时。反应后自然冷却，过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤3次，干燥固体得到水合磷酸钴镍粉末。将得到的水合磷酸钴镍粉末在400°C的马弗炉中焙烧2h，得到具有蜂窝状介孔结构的球形磷酸钴镍电极材料，为无定形晶相结构，颗粒尺寸为45nm，介孔磷酸钴镍的内孔平均孔径为6nm，作为超级电容器电极材料时比电容量为1080F g—SlOA g—1放电时的最高容量保持率是0.5A g—1时的77.2%。
[0058]实施例8
[0059]将硝酸钴溶于去离子水中，得到每升溶液含0.2摩尔钴的硝酸钴溶液，将硝酸镍溶于去离子水中，得到每毫升溶液含0.2摩尔镍的硝酸镍溶液，取配置好的45毫升硝酸钴溶液与15毫升的硝酸镍溶液混合均匀，在搅拌条件下逐滴加入每升溶液含磷酸钠0.1摩尔的磷酸钠水溶液，总计加入磷酸钠溶液80毫升，搅拌20分钟，将混合溶液转入到200毫升的水热反应釜中，将水热放入120°C的鼓风烘箱中反应2小时。反应后自然冷却，过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤5次，干燥固体得到水合磷酸钴镍粉末。将得到的水合磷酸钴镍粉末在200°C的马弗炉中焙烧2h，得到具有蜂窝状介孔结构的球形磷酸钴镍电极材料，为无定形晶相结构，颗粒尺寸为25nm，介孔磷酸钴镍的内孔平均孔径为7nm，作为超级电容器电极材料时比电容量为1200F g—SlOA g—1放电时的最高容量保持率是0.25A g一1 时的70.8%。
[0060]实施例9
[0061]将硝酸钴溶于去离子水中，得到每升溶液含0.4摩尔钴的硝酸钴溶液，将硝酸镍溶于去离子水中，得到每毫升溶液含0.2摩尔镍的硝酸镍溶液，取配置好的15毫升硝酸钴溶液与15毫升的硝酸镍溶液混合均匀，在搅拌条件下逐滴加入每升溶液含磷酸钠0.4摩尔的磷酸钠水溶液，总计加入磷酸钠溶液15毫升，搅拌20分钟，将混合溶液转入到100毫升的水热反应釜中，将水热放入120°C的鼓风烘箱中反应4小时。反应后自然冷却，过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤3次，干燥固体得到水合磷酸钴镍粉末。将得到的水合磷酸钴镍粉末在200°C的马弗炉中焙烧2h，得到具有蜂窝状介孔结构的球形磷酸钴镍电极材料，为无定形晶相结构，颗粒尺寸为30nm，介孔磷酸钴镍的内孔平均孔径为7nm，作为超级电容器电极材料时比电容量为1100F g—SlOA g—1放电时的最高容量保持率是0.25A g一1 时的85.2%。
[0062]实施例10
[0063]将硝酸钴溶于去离子水中，得到每升溶液含0.2摩尔钴的硝酸钴溶液，将硝酸镍溶于去离子水中，得到每毫升溶液含0.4摩尔镍的硝酸镍溶液，取配置好的15毫升硝酸钴溶液与15毫升的硝酸镍溶液混合均匀，在搅拌条件下逐滴加入每升溶液含磷酸钠0.2摩尔的磷酸钠水溶液，总计加入磷酸钠溶液30毫升，搅拌20分钟，将混合溶液转入到100毫升的水热反应釜中，将水热放入130°C的鼓风烘箱中反应4小时。反应后自然冷却，过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤5次，干燥固体得到水合磷酸钴镍粉末。将得到的水合磷酸钴镍粉末在200°C的马弗炉中焙烧4h，得到具有蜂窝状介孔结构的球形磷酸钴镍电极材料，为无定形晶相结构，颗粒尺寸为30nm，介孔磷酸钴镍的内孔平均孔径为7nm，作为超级电容器电极材料时比电容量为1152F g—SlOA g—1放电时的最高容量保持率是0.25A g一1 时的78.7%。
【主权项】
1.一种蜂窝状介孔磷酸钴镍电极材料，其特征在于:它是一种形貌为具有介孔尺寸蜂窝状内孔的球形颗粒，蜂窝状介孔的孔径为5-10nm，球形颗粒尺寸为20-50nm，晶相结构为无定形结构；将上述电极材料用于超级电容器，0.25A g—1条件下放电，最高比电容量为1409.8F g^aOA g—1放电时的最高容量保持率是0.25A g—1时的85.7%。2.权利要求1的蜂窝状介孔磷酸钴镍电极材料的制备方法，其特征在于: (1)将钴盐溶解在水中，得到钴盐溶液A，其浓度为每升溶液含钴元素0.2-2.0mol;另外，将镍盐溶解在水中，得到镍盐溶液B，其浓度为每升溶液含镍元素0.2-2.0mol； (2)将可溶性磷酸盐溶解在水中，得到磷酸盐溶液C，浓度为每升溶液含磷酸根0.05-0.5mol ； (3)将钴盐溶液A与镍盐溶液B混合，得到钴镍混合液D，混合液D中的钴和镍之间的原子比为1:9?9:1之间；在搅拌条件下逐滴将磷酸盐溶液C加入到D中得到混合物E，钴镍混合液中总的金属与磷酸盐之间的原子比例为总金属:P元素= 3:2; (4)将混合物E移入水热反应釜中，将水热反应釜放入80?180°C的鼓风烘箱或者真空烘箱中反应0.5?8小时，反应后自然冷却； (5)过滤或离心分离收集固体物质，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤3?5次，干燥后得到水合钴镍磷酸盐，将水合钴镍磷酸盐在200?600°C马弗炉或者管式炉中加热0.5?4小时，利用水合磷酸盐的脱水作用获得蜂窝状介孔钴镍磷酸钴镍电极材料。3.根据权利要求2所述的蜂窝状介孔磷酸钴镍电极材料的制备方法，其特征在于:所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴、氯化钴或硫酸钴中的一种;所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、氯化镍或硫酸镍中的一种;所述可溶性磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾中的一种。
【专利摘要】一种蜂窝状介孔磷酸钴镍电极材料，它是一种形貌为具有介孔尺寸蜂窝状内孔的球形颗粒，颗粒尺寸为20-50纳米，晶相结构为无定形，蜂窝状介孔孔径为5-10nm；该电极材料的制备方法主要是将钴盐溶液A与镍盐溶液B混合，得到钴镍混合液D，将磷酸盐溶液C加入到D中得到混合物E，将混合物E加热80～180℃，自然冷却，过滤得到固体物质，用乙醇和水交替洗涤，干燥后得到水合钴镍磷酸盐，将其在200～600℃加热，获得蜂窝状介孔钴镍磷酸钴镍电极材料。本发明的蜂窝状介孔磷酸钴镍电极材料用于超级电容器时，最高比电容量为1409.8Fg-1，并表现出良好的倍率放电性能，10Ag-1放电时的最高容量保持率是0.25Ag-1时的85.7％。
【IPC分类】B82Y30/00, C01B25/45
【公开号】CN105439111
【申请号】CN201510900945
【发明人】唐永福, 柳张雨, 陈腾, 陈顺姬
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月9日