[发明专利]一种高比电容中空氧化镍纤维电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种电极的制备方法，具体地说涉及一种高比电容中空氧化镍纤 维电极的制备方法

背景技术

超级电容器是上世纪七、八十年代发展起来的一种新型储能装置，它具有充 电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容 器主要以炭材料及过渡金属氧化物为电极。专利CN101383231以单层石墨材料 为电极材料，制备的超级电容器电极具有高的能量密度和功率密度，但是，单 层石墨的制备工艺复杂，不易于工业化生产。专利CN101286418以二氧化锰为 正极材料，高比表面炭材料为负极材料制备的电容器单体电压达到2V，比电容 高于石墨电极材料，专利CN101246778以氧化亚钴为阳极，活性炭材料为阴极 制备的电容器工作电压高，能量密度大，但是以氧化锰与氧化亚钴为电极成本 高也不易于大规模工业化生产。过渡金属氧化物电极具有赝电容，因此，过渡 金属氧化物为电极制备的电容器其比电容远高于炭材料为电极制备的电容器。 氧化镍作为过渡金属氧化物同样具有赝电容。在金属炭质材料基体表面电化学 沉积氧化镍，制备的氧化镍电容器具有高的比电容。但是，传统的电沉积制备 氧化镍工艺，无法除去基体，使得电容量减小。

发明内容

本发明的目的是提供一种高比电容的中空氧化镍纤维电极的制备方法。

本发明制备方法如下：

(1)以NiSO₄·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、硼酸和十二烷基硫酸钠配制成以水为溶剂的 电镀液，其中NiSO₄·6H₂O浓度为80～800g/L，NiCl₂·6H₂O浓度为20～200g/L， 硼酸浓度为10～100g/L，十二烷基硫酸钠浓度为0.1～2g/L；

(2)将炭质纤维使用蒸馏水进行超声处理，将处理过的炭质纤维作为阴极，镍 片作为阳极放入步骤(1)制备好的电镀液中，恒电流电镀10～300min，取出 纤维用蒸馏水洗涤至无镀液残留，将洗涤后的纤维置于80～100℃下干燥2～ 10h，干燥后的纤维置于500～1000℃下，灼烧10～200min，得到中空氧化镍 纤维；

(3)将中空氧化镍纤维研磨成粒度为1-100μm的粉末，中空氧化镍纤维粉末 与聚四氟乙烯、导电碳黑混合，滴加无水乙醇将上述混合物搅拌至浆状，烘干 后得到固体粉末，称取烘干后得到按固体粉末∶泡沫镍片＝0.8-5mg∶0.5-3.2cm²， 将固体粉末压制在泡沫镍片上制备出中空氧化镍纤维电极；

所述的中空氧化镍纤维粉末、聚四氟乙烯与导电碳黑的质量比为中空氧化 镍纤维粉末∶聚四氟乙烯∶导电碳黑＝8-9∶0.5-1∶0.5-1。

所述的炭质纤维为中间相沥青炭纤维，通用级沥青炭纤维，聚丙烯腈 (PAN)基炭纤维、粘胶基炭纤维或酚醛基炭纤维中的一种。

本发明采用如下测试方法：

以所制电极为工作电极，铂电极片为对电极，KOH溶液为电解液，以Hg/HgO 为参比电极，构成三电极测试系统，恒电流充放电测试比电容。

本发明取得了以下效果：

1、本发明制备的电极成分为氧化镍(见图1)。

2、本发明制备的氧化镍电极具有优良的电化学性能(见图2，3)，比电容 可以达到810F·g^-1。

3、本发明所述的方法工艺简单、便于工业化生产。

附图说明

图1是实施例1得到中空氧化镍纤维X射线衍射图

图2是实施例1得到的中空氧化镍纤维充放电曲线图

图3是实施例1得到的中空氧化镍纤维循环伏安曲线图

图4是实施例1得到中空氧化镍纤维径向扫描电镜图

图5是实施例3得到中空氧化镍纤维径向扫描电镜图

图6是实施例3得到中空氧化镍纤维X射线衍射图。

具体实施方式

为了更好理解本发明内容，下面通过具体实施例对本发明进一步说明，但 是本发明要求保护的范围并不局限于实施例所述的范围。

实施例1

本实施例中所使用的电镀液以水为溶剂，成份为：