一种新型镍复合碳电极材料的制备方法_2

文档序号:8906190阅读:来源:国知局
的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶@复合碳电极材料。
[0064] 该方法制备得到的镶@复合碳电极材料用于超级电容器正极材料,获得了较高的 比电容,实验结果表明:在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容达到了 789F/g,显 示出优异的电化学性能。
[0065] 实施例7
[0066] (1)将2g葡萄糖、2g畑典1和1. 3010g氯化镶进行充分混合均匀;
[0067] (2)将步骤(1)中的混合物放入相蜗并置于管式炉中;
[0068] (3)在步骤(2)中所述的管式炉中,W纯度大于99. 999 %的高纯氮气作为保护气 氛,W4°C/min的升温速度升至900°C,并维持此温度3.化,对混合物实现锻烧;
[0069] (4)将步骤(3)中锻烧后的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶@复合碳电极材料。
[0070] 该方法制备得到的镶@复合碳电极材料用于超级电容器正极材料,获得了较高的 比电容,实验结果表明:在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容达到了 751F/g,显 示出优异的电化学性能。
[0071] 实施例8
[00巧 (1)将2g葡萄糖、2g畑典1和1. 3010g氯化镶进行充分混合均匀;
[0073] (2)将步骤(1)中的混合物放入相蜗并置于管式炉中;
[0074] (3)在步骤(2)中所述的管式炉中,W纯度大于99. 999 %的高纯氮气作为保护气 氛,W3°C/min的升温速度升至800°C,并维持此温度化,对混合物实现锻烧;
[0075] (4)将步骤(3)中锻烧后的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶@复合碳电极材料。
[0076] 该方法制备得到的新型镶@复合碳电极材料用于超级电容器正极材料,获得了较 高的比电容,实验结果表明:在2MKOH溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容达到了 709F/g,显示出了较好的电化学性能。
[0077] 实施例9
[0078] (1)将2g葡萄糖、2g畑典1和1. 3010g氯化镶进行充分混合均匀;
[0079] (2)将步骤(1)中的混合物放入相蜗并置于管式炉中;
[0080] (3)在步骤(2)中所述的管式炉中,W纯度大于99. 999 %的高纯氮气作为保护气 氛,W2°C/min的升温速度升至700°C,并维持此温度4.化,对混合物实现锻烧;
[0081] (4)将步骤(3)中锻烧后的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶@复合碳电极材料。
[0082] 该方法制备得到的新型镶@复合碳电极材料用于超级电容器正极材料,获得了较 高的比电容,实验结果表明:在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容达到了 663F/ g,显示出较好的电化学性能。
[008引实施例10
[0084] (1)将2g葡萄糖、2g畑典1和1. 3010g氯化镶进行充分混合均匀;
[0085] (2)将步骤(1)中的混合物放入相蜗并置于管式炉中;
[0086] (3)在步骤(2)中所述的管式炉中,W纯度大于99. 999 %的高纯氮气作为保护气 氛,WrC/min的升温速度升至600°C,并维持此温度化,对混合物实现锻烧;
[0087] (4)将步骤(3)中锻烧后的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶@复合碳电极材料。
[008引该方法制备得到的镶@复合碳电极材料用于超级电容器正极材料,获得了很高的 比电容,实验结果表明:在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容达到了 605F/g,显 示出优异的电化学性能。
[00例对照例1;
[0090] 还原的氧化石墨締(RG0)的制备方法,包括W下步骤:
[OOW] (1)将2gGO放入相蜗并置于管式炉中;
[0092] (2)将高纯氮气(纯度大于99. 999%)/氨气作为气氛,W5°C/min的升温速度升 至1000°C,并维持此温度化,反应结束后,将所得产物用去离子水和无水己醇洗漆,干燥, 获得RG0材料。
[009引采用对照例1制备得到的RG0材料用于超级电容器正极材料,在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容只有420F/g,表明其电化学性能相对于本发明的新型镶@碳 材料的要差。
[0094] 对照例2;
[0095] 纳米镶颗粒的制备方法,包括W下步骤:
[0096] (1)将1. 3010g氯化镶放入相蜗并置于管式炉中;
[0097] (2)将高纯氮气(纯度大于99. 999%)/氨气作为气氛,W5°C/min的升温速度升 至1000°C,并维持此温度化,反应结束后,将所得产物用去离子水和无水己醇洗漆,干燥, 获得纳米镶颗粒。
[009引采用对照例2制备得到的纳米镶颗粒材料用于超级电容器正极材料,在2MK0H溶 液中,lA/g的电流密度下,其比电容只有420F/g,表明其电化学性能很差。
[0099] 对照例3 ;
[0100] 纳米镶-碳复合材料的制备方法,包括W下步骤:
[010U (1)将2g氧化石墨置于60血己醇中超声分散30min;
[010引 似将0. 1301g氯化镶超声溶解于水中,滴加至(1)的混合液中揽拌均匀,再滴加 氨氧化钢溶液调节抑至10~11,揽拌均匀,置于水热蓋中,120°C,反应化;
[0103] (3)将步骤(2)的产物进行过滤,分离出固体产物;
[0104] (4)将高纯氮气(纯度大于99. 999%)/氨气作为气氛,W5°C/min的升温速度升 至1000°C,并维持此温度化,反应结束后,将所得产物用去离子水和无水己醇洗漆,干燥, 获得Ni-RGO复合材料。
[01化]采用对照例3制备得到的镶-RG0复合材料用于超级电容器正极材料,在2MK0H溶液中,lA/g的电流密度下,其比电容只有550F/g,由于本实施例中的镶仅仅是简单负载 于石墨締上,该也是导致电化学性能相对于本发明的新型镶@碳材料差的一个原因。
[0106] 对照例4;
[0107] 纳米镶-碳复合材料的制备方法(不加氯化锭条件下),包括W下步骤:
[0108] (1)将2g葡萄糖和1. 3010g氯化镶进行充分混合均匀;
[0109] (2)将步骤(1)中的混合物放入相蜗并置于管式炉中;
[0110] (3)在步骤(2)中所述的管式炉中,W纯度大于99. 999 %的高纯氮气作为保护气 氛,W5°C/min的升温速度升至1000°C,并维持此温度化,对混合物实现锻烧;
[0111] (4)将步骤(3)中锻烧后的产物冷却至常温,用去离子水和无水己醇洗漆,干燥后 获得镶-碳复合材料。
[011引采用对照例4制备得到的镶-碳复合材料用于超级电容器正极材料,在2MK0H溶 液中,lA/g的电流密度下,其比电容只有451F/g,表明其电化学性能相对于本发明的新型 镶@复合碳材料的要差。
[0113] 上述实验数据结合附图4中的曲线C可W看出;在缺少氯化锭的情况下,制备出的 电极材料中几乎不具备石墨締结构。
[0114] 将实施例1所制备的镶@复合碳电极材料与现有文献中类似复合材料的超级电容 器性能进行了对比,其结果如表1;
[01巧]表1[0116]
[0117]通过表1可W看出,通过一步锻烧法制备的新型镶@复合碳电极材料应用于超级 电容器正极材料,在2MK0H电解液中,其比电容明显高于文献报道的Ni纳米颗粒(Nickel nanoparticlespreparedbyhydrazinehydratereductionandtheirapplication insupercapacitor.PowderTechnology, 2012, 224:162-167)、NiOC复合材料的比电容 (HydrothermalsynthesisofNi@Ccore-shellcompositeswithhighcapacitance. JournalofAlloysandCompounds, 2013, 575:152-157)、Ni-RG0复合材料(Solvo化ermal synthesisofNi/reducedgrapheneoxidecompositesaselectrodematerialfor supercapacitors.ElectrochimicaActa,2014, 123:560-568)。
[0118] 本发明中的新型镶@复合碳电极材料优异的电化学活性主要归因于镶金属作为 碳结构的支撑骨架,有利于形成特殊结构的镶@复合碳电极材料。
【主权项】
1. 一种镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法的具体步骤为, (1) 将葡萄糖、NH4Cl和镍盐混合均匀; (2) 将步骤(1)中的混合物放入坩埚并置于管式炉中; (3) 在步骤(2)中所述的管式炉中,以高纯惰性气体作为保护气氛,对所述混合物进行 高温煅烧; (4) 将步骤(3)中高温煅烧后的产物冷却至常温,洗涤、干燥后获得镍@复合碳电极材 料。2. 如权利要求2所述的镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:步骤⑴中所 述的镍盐为氯化镍。3. 如权利要求2所述的镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:步骤⑴中所 述的镍盐和所述葡萄糖的质量百分比为20~300%。4. 如权利要求2所述的镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:步骤⑶中所 述的高纯惰性气体为纯度大于99. 999%的高纯氮气、高纯氩气、高纯氦气。5. 如权利要求2所述的镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:步骤⑶中所述 的高温煅烧操作为,以1~l〇°C/min的升温速率,升温至600~1500°C,并维持1~5h。6. 如权利要求2所述的镍@复合碳电极材料的制备方法,其特征在于:步骤⑷中所 述的洗涤操作为用去离子水和无水乙醇洗涤。
【专利摘要】本发明属于复合电极材料制备领域,具体涉及一种镍复合碳电极材料的制备方法。具体步骤为:将葡萄糖、NH4Cl和镍盐混合均匀放入坩埚并置于管式炉中,以高纯惰性气体作为保护气氛,对混合物进行高温煅烧,冷却至常温、洗涤、干燥后获得镍复合碳电极材料。原料廉价易得,无需任何溶剂,工艺操作简便,节约了生产成本,所制备的新型镍复合碳电极材料表现出优异的电化学性能。
【IPC分类】H01G11/30, H01G11/86, H01G11/24, H01G11/44
【公开号】CN104900416
【申请号】CN201510292820
【发明人】王汉明, 陈海群, 陈卫东, 何光裕, 刘立忠, 丁佳佳, 邵国柱
【申请人】南通江海电容器股份有限公司, 常州大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日
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