[发明专利]一种超级电容器电极材料NiCo2O4的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电极材料的制备领域，特别涉及一种超级电容器电极材料NiCo₂O₄的制备方法。

背景技术

能源是人类生存与发展的物质基础，目前人类面临着严重的能源紧缺。随着全球经济的快速发展、化石能源的不断消耗、环境污染的日益严重，研究一种高效、低成本、环境友好、高性能的能源转换和储存系统已经显得越来越重要。电化学电容器也称超级电容器，它是一种在性能上比传统电容器更优异的电容器，由于这种新型的能源器件所能储存的能量比传统物理电容器大一个数量级以上，同时又具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长等优点，被广泛应用于在汽车、电力、铁路、通讯、国防、消费型电子产等领域，从而引起了科研工作者的广泛关注。

电化学电容器可以根据电荷储存机理分为二类：一类是电化学双电层电容器，该类电容器的电极材料主要是碳材料；另一类是法拉第赝电容器，该类电容器的电极材料主要是过渡金属氧化物。碳材料具有高比表面积、成本低、循环寿命长等优点，但是其比电容低严重限制了碳基电极材料的商业发展；过渡金属氧化物由于具有高的比电容和优异的循环可逆性，因此被认为是最理想的电极材料。钴酸镍（NiCo₂O₄）由于具导电性能好，低成本，可控的表面和结构性能，环境友好，最重要的是，NiCo₂O₄具有很高的理论比电容，这些优点使NiCo₂O₄成为一种最能满足实际应用的理想电极材料。到面前研究为止，已经制备了多种不同形貌和结构的NiCo₂O₄电极材料，但是所获得的比电容都比较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超级电容器电极材料NiCo₂O₄的制备方法，该方法可以显著提高NiCo₂O₄电极材料的比电容和循环稳定性，同时可以简单，快速，大规模制备该材料而满足实际应用。

本发明的一种超级电容器电极材料NiCo₂O₄的制备方法，包括：

（1）将摩尔比为1：2：1-10的六水合硝酸镍Ni(NO₃)₂·6H₂O、六水合硝酸钴Co(NO₃)₂·6H₂O和尿素加入乙醇和水的混合溶液中，搅拌溶解，得到混合溶液；

（2）上述混合溶液进行水热反应，反应温度为90-200℃，反应时间为3-48h，冷却至室温，离心得到NiCo₂O₄，然后洗涤、干燥、煅烧，即得超级电容器电极材料。

所述步骤（1）中乙醇和水的混合溶液中，体积比为0-1∶1。

所述步骤（2）中水热反应在60mL水热反应釜中进行，反应釜填充度为80%。

所述步骤（2）中洗涤为分别用去离子水和乙醇洗涤。

所述步骤（2）中煅烧温度为200-400℃，煅烧时间为20-500min。

所述步骤（2）中超级电容器电极材料NiCo₂O₄是由单纳米粒子连接成线自组装成球结构。

有益效果

（1）本发明的方法制备得到的NiCo₂O₄电极材料为单纳米粒子连接成线自组装成球结构，不仅具有较高比电容，同时具有良好的电化学稳定性，是一种优良的超级电容器电极材料；

（2）本发明的NiCo₂O₄的制备方法简单、绿色环保、成本低，解决了NiCo₂O₄在超级电容器产业中的大规模应用难的问题。

附图说明

图1是实施例1制备的NiCo₂O₄电极材料低倍SEM图片；

图2是实施例1制备的NiCo₂O₄电极材料高倍TEM图片；

图3是实施例1制备的NiCo₂O₄电极材料电化学测试图片。

具体实施方式