[发明专利]一种Zn2SnO4/活性炭复合材料的制备方法

说明书

一种Zn₂SnO₄/活性炭复合材料的制备方法，它涉及一种絮状Zn₂SnO₄负载活性炭复合材料的制备方法；本发明首先制备SnCl₄和ZnCl₂的混合溶液，通过水浴鼓泡、水热反应和高温煅烧制备得到絮状Zn₂SnO₄/活性炭复合材料；本发明方法具有操作简单、环境友好、耗能低等优点；所获得的絮状Zn₂SnO₄/活性炭复合材料用于超级电容器电极时具有较高的比电容值和良好的电化学性能稳定性。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种絮状Zn₂SnO₄负载活性炭的制备方法。

背景技术

随着环境的恶化和传统的不可再生能源（如煤、石油和天然气）的枯竭，灵活、轻便和环保的可再生能源存储设备被推广。超级电容器是下一代电力设备的候选产品，由于其高功率密度、快速充电能力、优异的循环稳定性、长循环寿命和工作温度范围广和绿色环保等优势，被广泛应用于电动汽车、风力发电、移动电源、军事和航天等领域。

碳基材料、金属氧化物、金属硫化物和导电聚合物可用作超级电容器电极材料。三元金属氧化物，如MMo₂O₄(M=Zn，Ni)，MFe₂O₄(M=Zn、Co、Ni)和M₂SnO₄ (M=Mg、Zn、Co) ，因为理论比电容很高，在超级电容器电极材料中起着重要作用。其中，钴氧化物被认为是最优秀的电化学材料。然而，由于Co元素的稀有性和昂贵性，许多研究人员试图使用来源广、价格更便宜的元素来代替Co元素。锌锡由于来源广和价格低是理想的元素之一。因此，Zn₂SnO₄被认为是一种重要的三元电极材料，因为它具有高电子迁移率(10~15 cm²V^-1S^-1)、优异的吸附性和化学稳定性。然而，作为电极材料的Zn₂SnO₄会在电化学反应过程中引起巨大的体积膨胀(> 200%)，导致比容量迅速衰减，这阻碍了Zn₂SnO₄电极材料的商业化进程。