[发明专利]NiCo2

说明书

本发明涉及NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料及其制备方法与应用。在所述复合材料中，所述中间相炭微球占所述复合材料总质量的17.5％～22.5％；所述碳纳米管占所述复合材料总质量的2.5％～7.5％。该复合材料将NiCo₂S₄与中间相炭微球和碳纳米管这两种碳材料复合，既克服了现有的纯相NiCo₂S₄结构不稳定、导电率低、寿命周期短以及碳材料实际比容量不足200F/g的致命短板，又显著提高了上述复合材料在用于超级电容器时的比容量以及循环充放电的稳定性。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体而言，涉及NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

传统的化学储能装置由于其固有的化学污染严重、使用寿命短、制备成本高等致命弱点，已经不能适应人们对高储能装置的需求。而超级电容器由于拥有环境友好、优良的可逆性、功率密度高、寿命周期长等优点，被广泛的应用于航空航天、微电子器件、电子通信、可穿戴智能设备等对瞬时高电能要求高的场合，尤其是在新型能源汽车领域，更是备受瞩目。

决定超级电容器性能的最关键因素就是其电极材料。遵循赝电容理论，贵金属虽然拥有较大的比容量，但是其高昂的成本和毒性让人们望而却步。而NiCo₂S₄这种典型的尖晶石结构的材料，同样可以获得较高的电压窗口和比容量，而且其无毒的环境友好特点，更是让其成为替代贵金属材料作为超级电容器材料的不二之选。但是单纯的NiCo₂S₄由于其结构不稳定、导电率低等过渡金属硫化物固有的缺点，使得它的寿命周期受到限制。而碳材料稳定的结构以及优良的导电性是有目共睹的，然而它不足200F/g的实际比容量却是致命的短板。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料，该复合材料将NiCo₂S₄与中间相炭微球和碳纳米管这两种碳材料复合，既克服了现有的纯相NiCo₂S₄结构不稳定、导电率低、寿命周期短以及碳材料实际比容量不足200F/g的致命短板，又显著提高了上述复合材料在用于超级电容器时的比容量以及循环充放电的稳定性。

本发明的第二目的在于提供上述NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料的制备方法，该方法简单易行、成本低廉、绿色环保。

本发明的第三目的在于提供上述NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料在超级电容器材料方面的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

NiCo₂S₄@中间相炭微球/碳纳米管复合材料，其中，所述中间相炭微球占所述复合材料总质量的17.5％～22.5％；所述碳纳米管占所述复合材料总质量的2.5％～7.5％。

可选地，所述中间相炭微球和所述碳纳米管为所述NiCo₂S₄的基底材料。

可选地，所述NiCo₂S₄呈纳米针结构并负载于所述中间相炭微球表面；所述碳纳米管缠绕在所述NiCo₂S₄表面。

可选地，本发明中，NiCo₂S₄纳米针生长在所述中间相炭微球表面，构成了海胆状球体，使得复合材料作为多孔材料，拥有更大的比表面积。