[发明专利]ZnCo2

说明书

本发明涉及一种ZnCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;电极涂层及其制备方法，属于涂层技术领域。本发明以可溶性钴盐和可溶性锌盐为原料，有机酸为络合剂，在有机溶剂中发生反应，反应完全后取悬浮液进行抽滤、清洗、烘干，得到ZnCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;微纳粉体，并制成ZnCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;悬浮液，然后采用液料等离子喷涂技术通过喷枪将ZnCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;悬浮液沉积在基体表面，得到基于等离子喷涂的ZnCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;电极涂层。本发明所述的制备方法具有沉积效率高、涂层结构精细等优点，不仅能够精细调控涂层宏观尺寸(涂层面积及厚度)，还可以使涂层表面多孔微纳分级结构能够被保留，以减少传统工艺中旋涂、刮涂、煅烧等流程对于微纳结构的破坏。

技术领域

本发明属于涂层技术领域，尤其涉及一种ZnCo₂O₄电极涂层及其制备方法。

背景技术

近年来随着社会发展对能源需求不断增加，人们急切寻求一种更加清洁、转化效率更高的能源的利用与储存方式，而目前最具潜力的发展方向是对尖端化学储能装置的研究，例如超级电容器和燃料电池，这些新式储能装置相较于常规电池具有更高的功率密度、更强的充放电能力，同时能够承受更多的充放电循环数，被认为是未来储能和转换设备中的强力的竞争者。

目前，ZnCo₂O₄复合材料因其具有优异的电化学活性和导电性以及成本低和易生产而被广泛用作锂离子电池的负极，并被认为可用于超级电容器和燃料电池电极的生产制造。但通过当前工艺制备的电极存在一些明显的缺点，例如使用湿法化学合成与旋涂法相结合制备电极涂层时，对涂层的可控性较差，无法进行调控，同时需要对电极涂层进行煅烧处理会对电极涂层的微纳结构造成破坏，甚至导致粉体团聚。此外，由于粘结剂的引入，不仅会阻碍电子、离子的扩散和转移，而且粘结剂的老化问题还会影响电极的循环寿命。而利用常规大气等离子喷涂工艺获得的电极涂层，其粉体颗粒过大(几十微米及以上)，无法获得微纳分级结构且表面积小，严重限制了涂层的电催化性能。因此，研发一种制备高性能含良好微纳分级结构的ZnCo₂O₄电极涂层的新工艺就十分有意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中ZnCo₂O₄电极涂层表面微观形貌不可控、比表面积小、电极储能能力受限和循环寿命差等问题

为解决上述技术问题，本发明提供了一种ZnCo₂O₄电极涂层及其制备方法。本发明基于均相共沉淀法与液相喂料等离子喷涂技术，制备了表面微观形貌可控的ZnCo₂O₄电极涂层，其制备方法便捷、可扩展、可以满足规模化生产需要。通过该方法制备的微纳粉体，具有更短的输送离子的路径，能够为反应提供充足的电活性点位，同时粉体具有分级多孔结构，这使利用粉体制备的电极涂层具有高电容值和优异的循环稳定性。同时利用液相喂料等离子喷涂技术，可以直接使用悬浮液制备表面微观形貌可控的电极涂层。

本发明的第一个目的是提供一种基于等离子喷涂的ZnCo₂O₄电极涂层的制备方法，包括以下步骤，

S1、将可溶性钴盐、可溶性锌盐和络合剂溶于有机溶剂，反应完全后取悬浮液进行抽滤、清洗、烘干，得到ZnCo₂O₄微纳粉体；

S2、将S1所述的ZnCo₂O₄微纳粉体分散于溶剂中，经过超声、乳化，得到ZnCo₂O₄悬浮液；所述ZnCo₂O₄悬浮液的浓度为50-200g/L；