[发明专利]超级电容器用复合电极及其制备方法

说明书

本发明公开一种超级电容器用复合电极及其制备方法，其包括泡沫镍、镍纳米线以及Ni‑Co化合物，镍纳米线、Ni‑Co化合物由外向内依次对称设置在泡沫镍两侧，镍纳米线生长在泡沫镍上作为集流体和Ni‑Co化合物活性材料的生长基底。通过在泡沫镍上生长镍纳米线作为集流体，有效提高了集流体的活性物质担载量，并提升了单位面积电荷存储能力；同时，所述镍纳米线作为NiCo化合物活性材料的生长基底，促进了电极的倍率特性和循环寿命，并表现出突出的电化学性能。且本发明所述超级电容器用复合电极的制备方法简便、成本低廉，得到的NiCo化合物/镍纳米线/泡沫镍复合电极是一个比容量高、循环稳定性强的超级电容器用复合电极。

技术领域

本发明涉及超级电容器和新能源领域，具体涉及一种超级电容器用复合电极及其制备方法。

背景技术

超级电容器是一种新型的储能器件，它较电容器有着更高的能量密度，较传统的电池比有着更高的功率密度以及良好的循环寿命。在某些条件下能产生电池所无法达到功效，例如电动汽车启动、加速和爬坡时，传统的锂离子难以满足需求或不足，而具有高功率密度的超级电容器则恰好能弥补这方面的需求。

超级电容器的性能完全取决于电极材料，在过往的研究中，以钌、铱金属氧化物制成的超级电容器展现出了良好的性能，但因成本过高、生产污染大等原因而限制了其应用。之前的研究重点在于过渡金属氧化物上，但因为材料导电性差也使得器件无法表现较高的性能。在以往的电极制备当中，大多采用将活性材料与粘合剂通过压片的方式置于泡沫镍、碳纤维等集流体上制备成电极进行测试，这种材料间不完全的接触以及粘合剂的残留会使极片产生较低的接触电阻。从而降低性能。本发明以在镍纳米线上直接生长活性材料为研究方向，避除传统电极材料制备的弊端，从而获取较低成本且性能适用的超级电容器。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种超级电容器用复合电极及其制备方法，使生长在泡沫镍上的镍纳米线为活性物质提供了生长基底和导电通道的作用，同时也解决了电极循环稳定性的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种超级电容器用复合电极，其包括泡沫镍、镍纳米线以及Ni-Co化合物，所述镍纳米线、Ni-Co化合物由内向外依次对称设置在泡沫镍两侧，其中，所述镍纳米线生长在泡沫镍上作为集流体和Ni-Co化合物活性材料的生长基底。

一种超级电容器用复合电极的制备方法，所述超级电容器用复合电极的制备方法包括如下步骤：

S1、将泡沫镍加入摩尔浓度为1mmol/L～30mol/L氯化镍和质量浓度为60％～95％的水合肼按体积比1.5～30制成混合溶液中，然后进行加热反应并清洗干燥，获得镍纳米线/泡沫镍复合基底；

S2、将氯化镍、氯化钴按摩尔比0.5～2制成的混合溶液，并向混合溶液中加入与金属元素摩尔比为0.5～2的沉淀剂，然后向混合溶液中插入步骤S1中制得的镍纳米线/泡沫镍复合基底，进行加热反应并清洗干燥，获得NiCo氢氧化物/镍纳米线/泡沫镍复合电极。

本发明所述超级电容器用复合电极及其制备方法，其通过在泡沫镍上生长镍纳米线作为集流体，有效提高了集流体的活性物质担载量，并提升了单位面积电荷存储能力；同时，所述镍纳米线作为NiCo化合物活性材料的生长基底，促进了电极的倍率特性和循环寿命，并表现出突出的电化学性能，在电极应用方面具有很好的应用价值。且本发明所述超级电容器用复合电极的制备方法简便、成本低廉，得到的NiCo化合物/镍纳米线/泡沫镍复合电极是一个比容量高、循环稳定性强的超级电容器用复合电极。

附图说明

图1是本发明超级电容器用复合电极结构的截面示意图。

图2是本发明实施例1得到的NiCo氢氧化物/镍纳米线/泡沫镍复合电极进行循环稳定性曲线；

图3是本发明实施例1得到的NiCo氢氧化物/镍纳米线/泡沫镍复合电极的倍率性能曲线；