[发明专利]一种电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种电极材料的制备方法，包括：将钼酸铵和硝酸镍分散在溶剂中，得到前驱体溶液；在所述前驱体溶液中浸入泡沫镍后进行水热反应，得到反应产物；在磷源的作用下，将所述反应产物进行热处理，得到电极材料。本发明制备的电极材料无需粘结剂和导电剂，可直接用作超级电容器的工作电极。本发明通过简单的水热法和热处理两个步骤，在泡沫镍三维导电骨架上制备了新的Ni‑Mo‑O@Ni‑P(记为NMP)复合材料，制备方法简单；引入的Ni‑P基磷化物具有高理论容量，利于提高Ni‑Mo‑O的电化学性能；同时将电极材料直接生长在泡沫镍导电骨架可以避免粘结剂和导电剂的使用，利于提高活性材料的利用率。本发明还提供了一种电极材料和应用。

技术领域

本发明属于电极技术领域，尤其涉及一种电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

由于化石燃料的枯竭以及日益恶劣的环境问题，需大力发展清洁和可再生能源，如太阳能、风能等。但是，考虑到这些能源的间歇性和可变性的特点，这些能源的使用很容易受到外部条件的影响，例如气候、天气或地理位置。为了保证持续稳定的能源输出，开发高效的储能装置至关重要。超级电容器作为一种很有前景的电化学储能装置，具有充放电快、循环寿命长、功率密度高等优点，因而获得了广泛的关注。超级电容器作为电池的补充，在高压电动汽车、航空航天和便携式电子设备等领域具有广泛的应用潜力。

二元金属氧化物因价格低廉、自然储量丰富、多种氧化态而被认为是极具潜力的超级电容器的电极材料。由于镍离子较高的电化学活性和较高的理论容量，钼离子4d电子轨道中的低自旋态电子结构而在许多氧化还原反应中发挥着重要作用，因此镍钼氧化物(Ni-Mo-O)得到了广泛的研究。然而，由于其固有的电导率较差，缺乏通畅的离子扩散通道，反应动力学较慢，材料利用效率较低，导致Ni-Mo-O的电化学性能仍不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电极材料及其制备方法和应用，本发明制备的电极材料无粘结剂且具有良好的电化学性能。

本发明提供了一种电极材料的制备方法，包括：

将钼酸铵和硝酸镍分散在溶剂中，得到前驱体溶液；

在所述前驱体溶液中浸入泡沫镍后进行水热反应，得到反应产物；

在磷源的作用下，将所述反应产物进行热处理，得到电极材料。

优选的，所述水热反应完成后还包括：

将水热反应后的产物依次进行超声处理、洗涤和干燥，得到反应产物。

优选的，所述钼酸铵和硝酸镍的摩尔比为1：(0.8～1.2)。

优选的，所述溶剂选自水和乙醇中的一种或两种。

优选的，所述水热反应的温度为140～180℃，所述水热反应的时间为3～5小时。

优选的，所述干燥的温度为70～90℃，所述干燥的时间为20～30小时。

优选的，所述热处理的温度为300～400℃；所述热处理的时间为1.5～3.5小时。

优选的，所述磷源为NaH₂PO₂·H₂O；

所述磷源和反应产物的质量比为1：(5～15)。

本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到电极材料。

本发明提供了一种电容器，包括上述技术方案所述的电极材料。