[发明专利]一种泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电容器电极材料的制备领域,特别涉及一种以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益严重，开发新型清洁能源成为人类社会可持续发展的必然选择。所谓新型清洁能源主要包括太阳能、风能、地热能、潮汐能以及生物能等可再生能源。能源存储离不开储能器件，超级电容器作为一种新型的储能器件，因其无可替代的优越性，越来越被人们重视。

超级电容器现已普遍应用于便携式电子设备、电动汽车、数据记忆存储及储能电源等众多领域，而决定超级电容器功能的关键要素则是它的电极材料。最早研究的金属氧化物材料主要是氧化钌和氧化银等贵金属氧化物。尽管以二氧化钌为代表的贵金属氧化物具备较好的电容性能，但由于贵金属价格昂贵，除了少数领域（如：军事、航天等）的应用外，很难实现大规模的商业化应用。因此，选择一些价格低廉、电化学性能良好的过渡金属氧化物作为替代材料势在必行。近年来，价格低廉、电化学性能良好的过渡金属氧化物被广泛研究，并取得了较好的实验结果。

发明内容

为了弥补现有技术中的不足，本发明提供了一种以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料的制备方法,本发明的制备方法简单，成本低，产率高，制得的电极材料具备较高的比电容和良好的稳定性，使用寿命长，同时还具有良好的电化学活性。

本发明的目的是这样实现的：

一种以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料的制备方法,包括以下步骤:

(1) 将六水氯化镍、氯化铁、十六烷基三甲基溴化铵、尿素和去离子水按比例配制成前驱体溶液；

(2) 将步骤(1)所得前驱体溶液加入反应釜内胆中,搅拌混匀；

(3) 将泡沫镍放入步骤(2)的反应釜内胆中,密封,然后进行水热反应。

(4) 水热反应完成后自然冷却，取出生成物，洗涤，干燥；

(5) 在管式炉内，空气气氛中350°С热处理2-3h，即得。

进一步：

(1) 所述步骤(1)中六水氯化镍与氯化铁摩尔比为1:2；

(2) 所述步骤(1)前驱体溶液中, 六水氯化镍与氯化铁的浓度均为1 mM-10 mM；

(3) 步骤(4)中空气气氛为350°С退火处理2-3h；

(4)所述步骤(3)中泡沫镍为：清洗后的泡沫镍，其中清洗为依次用丙酮，稀盐酸，乙醇和去离子水超声清洗；

(5)所述步骤(3)中水热反应均为：置于烘箱中，加热进行水热反应，水热反应温度为100-120 °С，时间为14-16h。

(6)所述步骤(3)中洗涤为先用去离子水再用无水乙醇各洗涤3-5次，干燥温度为60°С-80°С，干燥时间为10h-12h。

积极有益效果：本发明制备的以泡沫镍为基底的超级电容器电极材料的制备方法操作简单，只需较短的时间就可制得结构完整、性能优异的电容器电极材料，不需要复杂设备，成本低廉。合成的泡沫镍为基底的超级电容器电极材料，比表面积大，分布均匀，棒状结构具有较高的表面积，所制得的铁酸镍超级电容器电极材料具有较高的比电容，电化学性能稳定，循环寿命长，为工业化生产提供了可能，是一种优良的超级电容器电极材料，具有良好的发展前景。本发明的制备方法简单、有效，成本低廉、节能环保。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍纳米材料的SEM图；

图2为本发明实施例1中制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料在不同扫速下的循环伏安曲线图；

图3为本发明实施例1中制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料在不同电流密度下的充放电曲线图；

图4为本发明实施例1中制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍超级电容器电极材料在2 Ag^-1电流密度下循环稳定性曲线图；

图5为本发明实施例1制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍纳米材料的电化学阻抗图；

图6为本发明实施例1制备的以泡沫镍为基底的铁酸镍纳米材料的XRD图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明做进一步的说明：

实施例 1