[发明专利]一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料及其制备方法。该方法包括：采用磁力搅拌的方法将六水合硝酸镍、三水合硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮均匀的分散到乙醇和N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，得到前驱体溶胶；然后对前驱体溶胶进行静电纺丝得到镍铜氧化物/碳前驱体复合纳米纤维毡；最后将样品经高温煅烧得到镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料。本发明的制备方法简单高效且安全环保，其制备得到的镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料为框架结构稳定的超细连续纤维，其直径控制在几十到几百纳米，且嵌入到纤维中的镍铜氧化物纳米颗粒分布均匀。该纳米纤维电极材料具有较好的结构稳定性和导电性，能快速充放电，表现出优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，且特别涉及一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的日益发展，在生产生活中人们对能源的需求也越来越大，常见的电子产品(如电脑、手机等)或者交通工具汽车等都需要消耗能源。但是，传统的蓄电池在低温环境下性能会变得很差，从而会影响电子产品的使用质量。超级电容器又称为电化学电容器，其具有很宽的温度适用范围、快速充放电性能、高功率密度、长循环寿命和高度可逆性等众多优点，其可弥补电池和传统电容器等设备的不足，因而引起了学术界、工业界的广泛关注。

电极材料是提升超级电容器性能的关键，开发具有高比容率、高稳定性和高倍率性能的电极材料是研究超级电容器的重中之重。过渡金属氧化物因其高的理论电容而备受关注，但是单金属氧化物导电性较差,且在反应过程中易发生体积变化，从而削弱超级电容器的倍率性能和循环寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料，此电极材料具有良好的倍率性能和循环稳定性以及优良的导电性能，因此可用于制作超级电容器的电极材料。

本发明的另一目的在于提供一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料的制备方法，该方法操作简单且参数可控，适用于工业化大规模生产。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、分别将六水合硝酸镍、三水合硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮分散到乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，磁力搅拌后得到前驱体溶胶；

S2、将所述前驱体溶胶置于注射器中进行静电纺丝，得到镍铜氧化物/碳前驱体复合纳米纤维；

S3、所述镍铜氧化物/碳前驱体复合纳米纤维烘干后，经高温煅烧得到镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料。

本发明提出一种镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料，其根据上述制备方法制得。

本发明实施例的镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料及其制备方法的有益效果是：

本发明通过磁力搅拌的方法将六水合硝酸镍、三水合硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮均匀的分散到乙醇和N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到前驱体溶胶。然后对前驱体溶胶进行静电纺丝得到镍铜氧化物/碳前驱体复合纳米纤维毡。最后，将样品经高温煅烧得到镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料。本发明的制备方法简单高效且安全环保，通过将具有高导电率和化学稳定性的双金属氧化物应用于电极材料中，使得制得的镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料的电化学性能得到明显的改善，其具有较高的容量、较好的倍率性能以及较稳定的循环性能。

本发明的镍铜氧化物/碳复合纳米纤维电极材料为框架结构稳定的超细连续纤维，其直径控制在几十到几百纳米，且嵌入到纤维中的镍铜氧化物纳米颗粒分布均匀。通过静电纺丝形成的多孔材料适合液体电解液的浸入,从而有利于电化学电容器中电荷转移过程的进行。

附图说明