[发明专利]电极材料及其制备方法在审
| 申请号： | 201810206006.2 | 申请日： | 2018-03-13 |
| 公开（公告）号： | CN108470626A | 公开（公告）日： | 2018-08-31 |
| 发明（设计）人： | 符显珠;纪亚强;孙蓉 | 申请（专利权）人： | 中国科学院深圳先进技术研究院 |
| 主分类号： | H01G11/24 | 分类号： | H01G11/24;H01G11/30;H01G11/46;H01G11/86 |
| 代理公司： | 深圳市铭粤知识产权代理有限公司 44304 | 代理人： | 孙伟峰;黄进 |
| 地址： | 518055 广东省深圳*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 制备 电极材料 电极 导热芯 高导热 三维 多孔金属结构 三维空间结构 超级电容器 高导热金属 电极制备 电子通讯 活性物质 循环性能 移动设备 应用潜力 比电容 超电容 高电容 上电 沉积 | ||
【权利要求书】：
1.一种电极材料，其特征在于，包括金属导热基体、多孔金属层和电化学活性物质，所述多孔金属层电镀沉积在所述金属导热基体的表面上，所述电化学活性物质原位生长形成于所述多孔金属层上。
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述金属导热基体为具有高导热性能的单一金属单质或两种以上的金属单质组成的合金，所述多孔金属层的材质为金属铜、镍、铁、铝或锌中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的高导热电极，其特征在于，所述电化学活性物质为包含有过渡金属元素的金属氧化物、金属氢氧化物或双金属氧化物。
4.根据权利要求3所述的高导热电极，其特征在于，所述金属氧化物为Co3O4、MnO2、NiO或CuO，所述金属氢氧化物为Cu(OH)2、Co(OH)2或Ni(OH)2，所述双金属氧化物为NiMn2O4、MnCo2O4、CuCo2O4、NiMnO3或NiCo2O4。
5.一种如权利要求1-4任一所述的电极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
提供金属导热基体；
以所述金属导热基体为阴极，在基础电镀液中进行电镀工艺，在所述金属导热基体的表面上沉积形成多孔金属层；所述基础电镀液中包含有所述多孔金属层对应金属材质的金属氯化盐；
将形成有多孔金属层的金属导热基体放置于第一反应液中进行水热反应，在所述多孔金属层上原位生长形成电化学活性物质；所述第一反应液中包含有所述电化学活性物质对应的金属元素。
6.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述基础电镀液中包含有金属氯化盐和氯化铵，所述金属氯化盐为氯化铜、氯化镍、氯化铁、氯化铝或氯化锌，所述金属氯化盐的浓度为0.1M～0.5M，所述氯化铵的浓度为2M～3M；所述电镀工艺中，以所述金属导热基体为阴极、铂片电极为阳极，电流密度为2A/cm2～3A/cm2，时间为40s～100s。
7.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应液为氯化盐、氯化铵和氢氧化钠的混合水溶液，水热反应后形成的电化学活性物质为金属氢氧化物；所述氯化盐的浓度为1mM～5mM，所述氯化铵的浓度为4mM～8mM，所述氢氧化钠的浓度为1mM～3mM；所述氯化盐为氯化镍，氯化铜或氯化钴。
8.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，进行水热反应之后还在氮气的气氛中进行高温退火处理，对应形成的电化学活性物质为金属氧化物。
9.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应液为硝酸盐、乙酸盐和乌洛托品的混合水溶液，水热反应后形成的电化学活性物质为双金属氧化物；所述硝酸盐的浓度为0.02M～0.05M，所述乙酸盐的浓度为0.01M～0.03M，所述乌洛托品的浓度为0.01M～0.03M；所述硝酸盐为硝酸镍、硝酸铜或硝酸钴，所述乙酸盐为乙酸铜或乙酸锰。
10.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应液为两种硫酸盐的混合水溶液，水热反应后形成的电化学活性物质为双金属氧化物；所述硫酸盐的浓度为0.01M～0.04M，所述两种硫酸盐选自硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴和硫酸铜中的任意两种。
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- 一种NiMoO4/还原氧化石墨烯纳米复合材料及其制备方法-201811249162.3
- 卢德力;林静静;刘玥冉;张小杰;颜松;常伟;连俊;姚璐;韩生 - 上海应用技术大学
- 2018-10-25 - 2019-10-01 - H01G11/24
- 本发明公开了一种三维有序大孔碳包覆的NiMoO4/还原氧化石墨烯纳米复合材料及其制备方法。本发明引入交联剂PVA，首先通过冰模板法将(NH3)4(NiMo6O24H6)/GO二维片层构筑成三维有序大孔结构，然后在惰性气体下热处理，使得包裹(NH3)4(NiMo6O24H6)/GO的PVA转换成碳壳，同时，(NH3)4(NiMo6O24H6)转化为NiMoO4，GO被还原成还原氧化石墨烯，进而得目标纳米复合材料。本发明制备方法简单，得到的材料具有比较大的比表面积，用作超级电容器的电极材料时，表现出优异的电化学性能，是理想的储能材料之一。
- 一种g-C3N4@NiCo2O4核壳结构的制备方法-201810587941.8
- 张娜;甘传先;房永征;邹军;张建勇;陈倩;张启蒙 - 上海应用技术大学
- 2018-06-08 - 2019-09-27 - H01G11/24
- 本发明公开了一种g‑C3N4@NiCo2O4核壳结构的制备方法，包括如下步骤：(1)将泡沫镍在盐酸溶液中超声处理，清洗并真空干燥，分别称取六水合硝酸镍、六水合硝酸钴以及尿素溶解解于醇水的混合液中；(2)将处理过的泡沫镍和混合液同时转入反应釜中反应8，自然冷却，洗涤，干燥得到NiCo2O4前驱体；(3)配置BA乙醇溶液，将NiCo2O4前驱体浸泡其中，得到BA@NiCo2O4前驱体；(4)配置尿素溶液，并将BA@NiCo2O4前驱体在尿素溶液中浸泡，干燥，得到尿素@BA@NiCo2O4前驱体；(5)将尿素@BA@NiCo2O4前驱体煅烧得到g‑C3N4@NiCo2O4核壳结构。
- 一种NiCo2O4/碳纳米管复合电极材料及其制备方法-201810170727.2
- 徐靖才;洪波;王攀峰;王新庆;彭晓领;金红晓;葛洪良 - 中国计量大学
- 2018-03-01 - 2019-09-27 - H01G11/24
- 一种NiCo2O4/碳纳米管复合电极材料及其制备方法，它涉及一种单体以碳纳米管为核，NiCo2O4纳米管为壳的核壳结构，整体为高度有序纳米管阵列的NiCo2O4/碳纳米管复合电极材料，其制备步骤包括：一、选取孔径为200nm双通的氧化铝模板，在其背面磁控溅射一层厚度为1μm的铜膜，依次经过三甲基氰硅烷、乙醇、蒸馏水超声清洗后烘干；二、以处理好的多孔氧化铝为模板，在电解池中采用方波脉冲电沉积法制备镍钴合金纳米管阵列；三、利用化学气相沉积法在镍钴合金纳米管内沉积碳纳米管；四、用NaOH除去氧化铝模板，经过煅烧后得到NiCo2O4/碳纳米管复合材料。该方法获得的NiCo2O4/碳纳米管复合材料应用于超级电容器电极材料时具有较高的比电容值和良好的电化学性能稳定性。
- 核壳结构氧化镍/聚苯胺超级电容器电极材料及制备方法-201711144805.3
- 刘健 - 合肥师范学院
- 2017-11-17 - 2019-09-27 - H01G11/24
- 本发明公开了一种核壳结构氧化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，包括：将L‑缬氨酸和氧化镍加入去离子水中搅拌均匀，加入苯胺单体后搅拌均匀，加入过硫酸铵水溶液搅拌均匀得到混合反应溶液；将混合反应溶液在静置条件下进行反应，反应结束经抽滤、洗涤、真空冷冻干燥得到。本发明所述核壳结构氧化镍/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法制备工艺简单、成本易控，得到的电极材料相对于现有超级电容器电极材料增大了其比表面积，重点在于氧化镍具有金属氧化物赝电容作用，聚苯胺的多层核壳结构增强了对电荷的富集及赝电容存储作用，比重轻、能量效率高，有效提升了电极材料的能量密度，并加大了功率密度，而且制备工艺简单、成本易控。
- 一种基于模板法制备的碳纳米材料及其在全碳基锂离子电容器中的应用-201810221106.2
- 柳伟;崔永朋;王焕磊;吕妍;张源;张晶晶;李栋 - 中国海洋大学
- 2018-03-17 - 2019-09-24 - H01G11/24
- 对于器件中高能量密度和高功率密度的追求，全碳基锂离子电容器最近得到了广泛的研究。本发明基于以碳酸氢钠为模板来制备的碳纳米材料作为正负极，成功组装了一种具有较高能量‑功率密度结合的全碳基锂离子电容器。通过对正负极材料进一步的孔隙率调控和杂原子掺杂，获得的氮掺杂多孔碳纳米网具有高比表面积、多级孔结构、大量的活性位点，表现出了较好的润湿性和导电性、较低的内阻、并且富含赝电容。组装的全碳基锂离子电容器器件表现出了卓越的能量‑功率密度和超长的循环稳定性。从能量储存器件的前景来看，锂离子电容器的正负极采用同一种制备工艺来生产，这极大的缩减了工艺过程，具有成本低、方法简单、可大批量生产的优势。
- 一种C3N4增强型超级电容器的制备方法-201810397255.4
- 张学宇;汤志伟;吕威;段连峰;渠源多 - 长春工业大学
- 2018-04-28 - 2019-09-24 - H01G11/24
- 本发明公开了一种C3N4增强型超级电容器的制备方法，该方法制备了三维结构的C3N4，以此作为复合电极的电极材料，与电解质、集流体组装成超级电容器。该方法利用了三维的C3N4结构高比表面积的特性，增大赝电容材料聚3，4‑乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT)的有效接触面积，同时，利用PEDOT弥补C3N4电导率低的不足，进而提高超级电容器的比电容值，及循环效率，并且制备方法简单。
- 一种多层核壳氧化物/硫化物异质结构电极材料的制备方法-201910694993.X
- 亓钧雷;王昭月;贾赫男;冯吉才 - 哈尔滨工业大学
- 2019-07-30 - 2019-09-17 - H01G11/24
- 一种多层核壳氧化物/硫化物异质结构电极材料的制备方法，它涉及电极材料的制备方法。本发明要解决现有过渡金属氧化物电极材料导电性差，循环稳定性差的问题。制备方法：一、将金属盐和配位有机物溶解在N,N‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶液中；二、制备金属基配位聚合物球体；三、制备多层核壳结构氧化物；四、管式炉中加热处理。本发明用于多层核壳氧化物/硫化物异质结构电极材料的制备。
- 柔性微型超级电容器及其制备方法-201810182715.1
- 李胜夏;任大勇;蓝河 - 上海幂方电子科技有限公司
- 2018-03-06 - 2019-09-17 - H01G11/24
- 本发明提供了一种柔性微型超级电容器及其制备方法，在亲水性的柔性基底上依次打印疏水性的电极隔离图案和亲水性的叉指电极，所述叉指电极设置在电极隔离图案的两侧，最后依次在电极隔离图案和叉指电极的表面刮涂凝胶电解质层和封装层形成柔性微型超级电容器；本发明可以精确调控叉指电极的结构参数，简化制备工艺以及降低生产成本。
- 一种Co-Ni-S纳米片材料及其制备方法与应用-201910517921.8
- 蒋继波;孙瑶馨;胡晓敏;陈宇凯;丛海山;张莹;朱丽莹;陈浩天;张小杰;刘凤茹;常宾;康佳玲 - 上海应用技术大学
- 2019-06-14 - 2019-09-13 - H01G11/24
- 本发明涉及一种Co‑Ni‑S纳米片材料及其制备方法与应用，纳米片材料的制备方法包括以下步骤：1)将可溶性镍盐、可溶性钴盐及尿素溶于水中后，加入硫脲并进行水热反应；2)反应结束后，经离心、洗涤、干燥，即得到CoNi2S4纳米片材料；将纳米片材料制备成工作电极，用于超级电容器中。与现有技术相比，本发明CoNi2S4纳米片材料的制备方法环境友好、简单方便，采用一步溶剂热反应即合成了CoNi2S4纳米片材料，大大简化了反应步骤，缩短了合成时间，提高了反应速率和效率，便于大规模生产高纯度的CoNi2S4纳米片；且CoNi2S4纳米片材料具有高比表面积、很高的比电容、良好的循环性能和高能量密度，电化学性能优异，可进一步制备成工作电极，用于超级电容器中。
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