专利名称：一种氧化钌电极材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化钌电极材料的制备方法，尤其涉及一种电化学超电容器 氧化钌电极材料的制备方法。二、 背景技术超电容器是指采用高比表面积碳材料或Ru02等贵金属氧化物作电极，容量 比传统电容器的高三到四个数量级的电化学电容器。从储存电能的机理来讲，采 用碳材料的超电容器的储能机理是基于碳电极/电解液界面上电荷分离所产生 的双电层电容；采用Ru02的超电容器电容是在氧化物电极表面及体相发生的氧 化还原反应而产生的吸附电容，由于该类电容的产生机制与双电层电容不同并伴 随电荷传递过程的发生，这种电容被称为法拉第准电容。在相同的电极面积的情 况下，后者的比电容是前者的10 100倍，但前者瞬间大电流放电的功率特性好 于后者。目前电容特性氧化钌的制备方法多种多样，方法一是通过热分解的方法 在钛基体上形成的氧化钌薄膜。方法二是通过电化学阳极氧化法在钌基体上制备 氧化钌。方法三是采用阴极沉积的方法在各种金属基体上制备氧化钌薄膜。还有 一种方法是采用氯化钌与氢氧化钠反应的方法法制备无定型氧化钌。上述制备方 法虽然制备的氧化钌均不同程度的具有电容特性，但普遍存在着制备用设备复 杂、氧化钌得率低、产量小及电极材料容量偏低且在17(TC就发生晶化且容量降 低等缺点，不适合超电容器的大批量制造使用。三、 技术内容针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、氧化钌得率高及 能大量生产的氧化钌电极材料的制备方法。本发明的技术内容为， 一种氧化钌电极材料的制备方法，其步骤为(1) 、在150 250ml浓度为0. 3 0. 8mol/L的RuCl3水溶液中加入45 55g 的聚乙烯醇；(2) 、在上述溶液中加入150~250ml浓度为1. 0 2. 0mol/L浓度的碳酸氢铵 NH4HC03或碳酸氢钠NaHC03溶液，反应制得Ru (HC03) 3;(3) 、用去离子水充分洗涤制得的Ru(HC03)3以去除其中的聚乙烯醇，再将 Ru(HC03)3在200 22(TC条件下加热分解脱水获得Ru02;(4) 、在所制备的RuO沖加入R逃重量的10% 40%导电乙炔黑或碳纳米管， 充分混合后即制得氧化钌电极材料。本发明与现有技术相比所具有的优点本发明采用利用氯化钌和碳酸氢钠及碳酸氢铵为反应前驱体，溶胶凝胶方法 制备了粒径小于70nm的超细氧化钌电极材料。将氧化钌电极材料在200 220°C 下加热烧结处理后，材料具有良好的表面特性和优异的电化学容量特性和阻抗特 性。当上述氧化钌材料中的掺加入适量导电乙炔黑或碳纳米管等添加剂时，复合 电极材料的电化学特性得到明显改善。上述方法具有工艺简单、氧化钌得率高、 产量大等优点，所制备的电极材料具有容量大，内阻低，晶化温度高，性能稳定 等特点，非常适合作为超电容器的电极材料。四、具体实施例例1、在浓度为0. 5mol/L的RuCl3水溶液200ml中加入50g的添加剂分析 纯聚乙烯醇;在上述溶液中加入200ml浓度为1. 5mol/L的碳酸氢铵朋41^03溶液， 待反应制得Ru(HC03)3;采用去离子水充分洗涤Ru(HC03)3以去除其中的聚乙烯醇； 将所得Ru(HC0》3在21(TC条件下加热分解脱水获得Ru02;在所制得的Ru02材料 中加入化02重量20%的导电乙炔黑添加剂并充分混合后即制得氧化钌电极材料。例2、在浓度为0. 5mol/L的RuCl3水溶液200ml中加入50g的添加剂分析 纯聚乙烯醇;在上述溶液中加入200ml浓度为1. 5mol/L的碳酸氢钠NaHC03溶液， 待反应制得Ru(HC03)3;采用去离子水充分洗涤Ru(HC03)3以去除其中的聚乙烯醇； 将所得Ru(HCO丄在21(TC条件下加热分解脱水获得Ru02;在所制得的Ru02材料 中加入RiA重量25%的碳纳米管添加剂并充分混合后即制得氧化钌电极材料。
权利要求
1. 一种氧化钌电极材料的制备方法，其步骤为(1)、在150～250ml浓度为0.3～0.8mol/L的RuCl3水溶液中加入45～55g的聚乙烯醇；(2)、在上述溶液中加入150～250ml浓度为1.0～2.0mol/L浓度的碳酸氢铵NH4HCO3或碳酸氢钠NaHCO3溶液，反应制得Ru(HCO3)3；(3)、用去离子水充分洗涤制得的Ru(HCO3)3以去除其中的聚乙烯醇，再将Ru(HCO3)3在200～220℃条件下加热分解脱水获得RuO2；(4)、在上述制得的RuO2中加入RuO2重量的10～40％导电乙炔黑或碳纳米管，充分混合后即制得氧化钌电极材料。
全文摘要
本发明涉及一种氧化钌电极材料的制备方法，其步骤为在RuCl<sub>3</sub>水溶液中加入聚乙烯醇，再加入碳酸氢铵NH<sub>4</sub>HCO<sub>3</sub>或碳酸氢钠NaHCO<sub>3</sub>溶液，待反应制得Ru(HCO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>；用去离子水充分洗涤制得的Ru(HCO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>以去除其中的聚乙烯醇，再将Ru(HCO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>在200～220℃条件下加热分解脱水获得RuO<sub>2</sub>；在所制备的RuO<sub>2</sub>中加入RuO<sub>2</sub>重量的10％～40％导电乙炔黑或碳纳米管，充分混合后即制得氧化钌电极材料。本发明具有生产工艺简单、氧化钌得率高、产量大的优点，所制备的电极材料具有容量大、内阻低、晶化温度高、性能稳定的特点。
文档编号H01G9/042GK101269851SQ20081002396
公开日2008年9月24日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者王晓峰, 陈胜军 申请人:江苏集晟电子科技有限公司