[发明专利]一种光热增强超级电容器电极材料及其制备方法

说明书

本发明属于超级电容器电极材料制备技术领域，公开了一种光热增强超级电容器电极材料及制备方法，将泡沫铜放入盐酸中超声处理，取出后使用去离子水清洗数次，再放于丙酮中超声处理；将经过丙酮超声处理的泡沫铜分别用去离子水和酒精各超声处理，取出后真空烘干，完成预处理；将预处理过的泡沫铜放入硫脲溶液中，在反应釜内进行水热反应，冷却后取出，清洗，烘干；将得到的产物置于氯化铁溶液中浸泡，取出后清洗，烘干，即得到所述光热增强超级电容器电极材料。本发明提供的光热增强超级电容器电极材料，具有三维多级纳米片结构，拥有较大比表面积，从而能暴露更多化学反应活性位点，达到提高比容量的效果，且具有良好的柔韧性和稳定性。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料制备技术领域，尤其涉及一种光热增强超级电容器电极材料及其制备方法。

背景技术

目前，随着科学技术的快速发展，人们对环保、高效、可持续的能源存储设备的需求越来越迫切。超级电容器是一种介于传统电介质电容器和二次电池之间的一种新型的储能装置，因其具有充放电速度快、功率密度高、循环稳定性好及维护成本低等优点，受到了广泛关注。

目前对超级电容器的研究主要集中在电极材料上，碳基材料、金属氧化物、金属硫化物和导电聚合物一直是该领域的研究热点。由于超级电容器与二次电池相比，有着更高的功率密度，且器件本身具有较高的安全性，其目前已被广泛应用于交通运输、电子设备和可持续能源系统等领域。但像其他储能设备一样，超级电容器在较低温度下往往会发生容量的衰减，在寒冷天气甚至会失效，这就需要寻求一种途径去改善超级电容器在低温下的工作环境，以维持性能的稳定。

太阳能是一种成本低且简单易得的清洁能源。把具有良好光热转换效应的材料用作超级电容器电极，在光照下将太阳能转换为热能，带动电极本身及整个超级电容器的温度上升，从而实现容量的提升，是解决上述问题的一个很好的途径。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有超级电容器在较低温度下往往会发生容量的衰减，在寒冷天气甚至会失效。

而且现有技术中，制备电极中，不能避免电极涂覆过程带来的活性物质易脱落问题，使得电极具柔韧性和稳定性差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种光热增强超级电容器电极材料及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种光热增强超级电容器电极材料的制备方法，所述光热增强超级电容器电极材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将泡沫铜放入盐酸中超声处理，取出后使用去离子水清洗数次，再放于丙酮中超声处理；将经过丙酮超声处理的泡沫铜分别用去离子水和酒精各超声处理，取出后真空烘干，完成预处理；

步骤二，将预处理过的泡沫铜放入硫脲溶液中，在反应釜内进行水热反应，冷却后取出，清洗，烘干；

步骤三，将步骤二得到的产物置于氯化铁溶液中浸泡，取出后清洗，烘干，即得到所述光热增强超级电容器电极材料。

进一步，步骤一中，所述盐酸浓度为0.5～1mol/L。

进一步，步骤一中，所述将泡沫铜放入盐酸中超声处理时间为10min，放于丙酮中超声处理时间为10min。

进一步，步骤一中，所述将经过丙酮超声处理的泡沫铜分别用去离子水和酒精各超声3～4次。

进一步，步骤二中，所述硫脲溶液是硫脲与无水乙醇、去离子水的混合溶液；其中，所述硫脲溶液的浓度为4.5～6mg/mL，所述无水乙醇与去离子水的体积比为19：1～3：1。

进一步，步骤二中，所述水热反应温度为150℃，反应时间为6h。

进一步，步骤三中，所述氯化铁溶液浓度为0.083mol/L，浸泡时间为20min。