[发明专利]使用CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构为正极材料的超级电容器

权利要求书

1.使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，包括正极集流体，正极材料，电池隔膜，电解液，负极材料和负极集流体，其特征在于，正极材料是CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构的三维纳米材料，CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构以高电导率的碳纳米管为核，镍铝水滑石为壳，二氧化硅为衔接层形成的具有三维结构的复合材料，CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构材料的通过以下方式制备：

1)取一定量碳纳米管、十六烷基三甲基溴化铵于容器中，加入乙醇、去离子水形成混合溶液，对上述混合溶液进行超声处理得到碳纳米管溶液A；

2)在溶液A中加入NaOH、正硅酸乙酯(TEOS)，室温条件下搅拌均匀后，离心或者滤取，用乙醇洗产物并烘干，最终得到洁净的粉末B；

3)将一定量异丙醇铝分散在去离子水中，在搅拌均匀后，滴加HNO₃调节溶液pH值为1~8，并继续搅拌均匀后，将溶液体系冷却至室温，待水分蒸发后即可得到AlOOH溶胶；

4）将干燥后的AlOOH进行研磨，加入去离子水，搅拌均匀并回流1-24小时即可得到溶液C；

5)取一定量溶液C，粉末B混合，搅拌均匀后将产物离心或过滤、醇洗，将产物干燥后即可得到材料粉末D；

6) 将粉末D分散在溶解了尿素的去离子水中，搅拌均匀后得到溶液E；

7) 向溶液E中滴加Ni(NO₃)₂，并不断搅拌均匀后，将上述溶液体系转移到反应釜中，50-250℃水热反应或水浴反应或者油浴反应1-48小时，待反应完成后将产物离心或者过滤，用去离子水和乙醇交替洗产物多次，所得产物20-100 ℃条件下干燥后，便可得到CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构材料的三维纳米结构正极材料。

2.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，步骤1）中的碳纳米管和十六烷基三甲基溴化铵的质量比范围为1:1到1:100；步骤2）中的NaOH浓度控制在0.01-5000mmol/L ，正硅酸乙酯浓度控制在0.001-5000mmol/L；步骤3）中的异丙醇铝与去离子水的质量比范围为(1-100):100，步骤5）中取溶液C和粉末B混合时，每1g粉末B混合溶液C的范围是100-1000ml；步骤6）中的尿素的浓度范围为0.1-5mol/L。

3.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，所述正极集流体是：镍箔、铜箔、铝箔、金属合金材料箔、泡沫金属或金属网。

4.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，电池隔膜为聚烯烃类隔膜。

5.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，电解液为水系电解液、有机电解液或离子液体电解液，其中水系电解液为单种盐水溶液或多种盐的混合水溶液；有机电解液为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯中溶解或分散的五氟化粼、六氟磷酸锂、四乙基四氟硼酸胺或甲基三乙基四氟硼酸胺；离子液体电解液为1-甲基-3-乙基咪唑氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑或N-三甲基-N-己基铵二（三氟甲基磺酰）亚胺。

6.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，所负极材料为活性炭、碳纳米管或石墨烯中的一种或多种的混合材料。

7.根据权利要求1所述的使用CNTs@SiO₂@Ni/Al-LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，其特征在于，负极集流体为镍箔、铜箔、铝箔、金属合金材料箔、泡沫金属或金属网。