一种超级电容器用钴镍水滑石电极材料的制备方法及应用与流程

本发明涉及一种超级电容器电极材料的制备方法，特别是一种钴镍水滑石电极材料的的制备方法及应用。

背景技术：

由于石油、煤、天然气等化石能源日趋短缺，且燃烧化石能源产生的气体对环境的污染越来越严重，人们都在研究替代化石能源的新能源，如太阳能、风能、核能、新能源电池等，并且取得了一定的进展。由于这些能源的不可控性、造价昂贵以及能源储存问题一直都未得到有效解决，因此具有高能量密度和功率密度的超级电容器有望成为新能源的储存设备。

氢氧化钴和氢氧化镍均有α和β两种不同的晶型，其中β晶型的氢氧化镍和氢氧化钴结构相似，为六方晶系水镁石结构，oh^-离子呈六方紧密堆积，层间无水分子或其它阴离子的嵌入，层间距较小；而α晶型的氢氧化镍和氢氧化镍则是类水滑石结构，层与层之间含有阴离子和水分子。因此，与β晶型的氢氧化镍和氢氧化钴相比，α晶型的氢氧化镍和氢氧化镍具有较大的层间距，在充放电过程中，较大的层间距为电荷的移动提供通道，使电荷扩散阻力变小。

α晶型氢氧化镍具有很高的理论比电容，但导电性较差，导致其倍率性能和稳定性能不高；而α晶型氢氧化钴具有很好的导电性，且与α晶型氢氧化镍具有类似的微观结构。所以，制备钴镍水滑石可兼顾两者的优势，发挥两者的协同作用，获得更高的比电容和更好的循环稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了能够利用α晶型氢氧化钴和氢氧化镍各自的优点，扩大其作为电极材料在超级电容器的应用范围，提供一种钴镍水滑石电极材料的制备方法及应用。

钴镍水滑石的制备方法具体步骤为：

（1）称取0.263g六水合硫酸镍和0.562g七水硫酸钴加入到100ml烧杯中，向烧杯加入70ml去离子水，将烧杯置于磁力搅拌器上匀速缓慢搅拌，直至固体充分溶解。

（2）称取0.63g六次甲基四胺加入到步骤（1）所得溶液中，继续搅拌使六次甲基四胺全部溶解在溶液中。

（3）将步骤（2）所得溶液转移到100ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜置于95^oc烘箱中反应10小时，待其反应结束后冷却至室温。

（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤5~7次后，再用无水乙醇洗涤2~3次；将洗涤后的样品置于鼓风干燥箱80^oc下干燥12小时，即得到钴镍水滑石。

本发明制备工艺简单，不需要再引入其它的插层阴离子，所制得的钴镍水滑石能很好的用于超级电容器电极材料。

附图说明

图1为本发明实施例所制得的钴镍水滑石扫描电镜图。

图2为本发明实施例所制得的钴镍水滑石的比电容随电流密度的变化曲线图。

具体实施方式

实施例：

（1）称取0.263g六水合硫酸镍和0.562g七水硫酸钴加入到100ml烧杯中，向烧杯加入70ml去离子水，将烧杯置于磁力搅拌器上匀速缓慢搅拌，直至固体充分溶解。

（2）称取0.63g六次甲基四胺加入到步骤（1）所得溶液中，继续搅拌使六次甲基四胺全部溶解在溶液中。

（3）将步骤（2）所得溶液转移到100ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜置于95^oc烘箱中反应10小时，待其反应结束后冷却至室温。

（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤6次后，再用无水乙醇洗涤3次。将洗涤后的样品置于鼓风干燥箱80^oc下干燥12小时，即得到钴镍水滑石。

将本实施例所制得的钴镍水滑石与粘结剂（pvdf）及乙炔黑按照85:10:5的质量比，在玛瑙研钵中研磨均匀，加入少量氮甲基吡咯烷酮研磨至糊状，均匀涂抹在1cm²的泡沫镍上，然后在100^oc下干燥12小时，在10mpa下进行压片并称重，即制得超级电容器电极材料。将制得的超级电容器电极材料置于2.0mol/l的koh电解液中，常温下在chi660d电化学工作站分别进行循环伏安曲线、恒电流充放电曲线和稳定性的测试。经测试发现，所得超级电容器电极材料具有较高的比电容，样品在不同电流密度下的比电容值见图2。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超级电容器用钴镍水滑石电极材料的制备方法及应用。以硫酸钴和硫酸镍分别作为钴源和镍源，金属盐中的硫酸根离子为插层阴离子，以六次甲基四胺为沉淀剂，采用水热法合成钴镍水滑石。本发明制备工艺简单，不需要再引入其它的插层阴离子，所制得的钴镍水滑石能很好的用于超级电容器电极材料。

技术研发人员：杨文;黄宏斌;赖国勇;赵文君;冯艳艳
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2017.07.27
技术公布日：2017.11.21