[发明专利]中空核壳ZnCo2O4-RGO柔性超电材料的制备方法

说明书

本发明涉及超级电容器技术领域，特指一种以Zn(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O，甘油,异丙醇和氧化石墨烯为原料来制备中空核壳ZnCo₂O₄‑RGO柔性超电材料，是一种制备工艺简单，成本低廉的方法。本发明采用中空核壳结构的ZnCo₂O₄和GO材料，通过真空抽滤法首次制备了ZnCo₂O₄‑RGO三明治结构复合材料，一方面中空核壳结构的ZnCo₂O₄具有较大的比表面积，且空心结构更利于电解液体的渗进及转移，另一方面ZnCo₂O₄球形结构也可以支撑开层层石墨烯之间的间距，为电解液体的流通提供了通道并可以加速电解质在材料内部的流动。这种结构的构筑可以有效的提高材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，特指一种以Zn(NO₃)₂·6H₂O、 Co(NO₃)₂·6H₂O，甘油,异丙醇和氧化石墨烯为原料来制备中空核壳 ZnCo₂O₄-RGO柔性超电材料，是一种制备工艺简单，成本低廉的方法。

背景技术

随着便携式电子设备的快速发展，可伸缩、可弯曲的电子器件在以后的应用中显得更为重要。到目前为止，已经有类纸材料的柔性储能系统的报道，比如光伏能源、裡离子电池以及柔性超级电容器。柔性电极材料的机械性能主要取决于基底的预应变和材料的拉伸性，因此，使用二维平面结构的材料无疑是一种有效的解决方案。石墨烯由于其单层碳原子结构，具有极大的比表面积，它也是目前强度最高的物质，拉伸模量和力学强度分别可达1000和130GPa,非常适合作为柔性的基底。此外，石墨稀稳定的正六边形晶体结构使其具有优良的导电性，跟其他活性物质复合后能提高其导电性。所以石墨烯在构建柔性电化学新能源材料方面具有广阔的研究价值和应用价值但是，石墨烯层与层之间的范德华力使得其紧密堆积，不利于电解液的传输，所以添加一些活性物质在石墨烯层中间能够有效提高石墨烯层间距，进而提高有效利用面积。多元金属氧化物ZnCo₂O₄具有优异的物理，化学性能，理论比容高和环境友好等特点近年来引起了人们的广泛关注。至今为止，不同形貌的ZnCo₂O₄已经被制备出来应用于超级电容器的研究，例如纳米片，微米球，纳米线等等。而在这些结构中，中空核壳球由于其低密度，较大的比表面积以及较好的渗透性可以明显的提高ZnCo₂O₄的电化学性能。

本发明采用真空抽滤法成功制备了中空核壳ZnCo₂O₄-RGO薄膜柔性材料，所制备的ZnCo₂O₄-RGO材料在环境、能源等领域有良好应用前景。

发明内容

本发明目的是提供一种真空抽滤法制备中空核壳ZnCo₂O₄-RGO柔性材料。

本发明通过以下步骤实现：

(1)将Zn(NO₃)₂·6H₂O和Co(NO₃)₂·6H₂O混合于异丙醇中，并加入一定量的甘油，在180℃条件加热一定的时间。之后冷却至室温，用乙醇洗涤6遍后干燥，得到Zn-Co前驱体，随后将Zn-Co前驱体置于马弗炉中350℃煅烧一定的时间，获得ZnCo₂O₄中空核壳球。