[发明专利]使用CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构为正极材料的超级电容器

摘要

本发明公开了一种使用CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，包括正极集流体，正极材料，电池隔膜，电解液，负极材料和负极集流体，正极材料是以高电导率的碳纳米管为核，镍铝水滑石为壳，二氧化硅为衔接层形成的具有三维纳米结构的复合材料，具有很高的比表面积和很强的电化学活性。本发明的超级电容器具有极短的充放电时间，极高的功率密度与能量密度，使用寿命长，能量密度可以达到100Wh/kg。

主权项

使用CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构为正极材料的超级电容器，包括正极集流体，正极材料，电池隔膜，电解液，负极材料和负极集流体，其特征在于，正极材料是CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构的三维纳米材料，CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构以高电导率的碳纳米管为核，镍铝水滑石为壳，二氧化硅为衔接层形成的具有三维结构的复合材料，CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构材料的通过以下方式制备：1)取一定量碳纳米管、十六烷基三甲基溴化铵于容器中，加入乙醇、去离子水形成混合溶液，对上述混合溶液进行超声处理得到碳纳米管溶液A；2)在溶液A中加入NaOH、正硅酸乙酯(TEOS)，室温条件下搅拌均匀后，离心或者滤取，用乙醇洗产物并烘干，最终得到洁净的粉末B；3)将一定量异丙醇铝分散在去离子水中，在搅拌均匀后，滴加HNO3调节溶液pH值为1~8，并继续搅拌均匀后，将溶液体系冷却至室温，待水分蒸发后即可得到AlOOH溶胶；4）将干燥后的AlOOH进行研磨，加入去离子水，搅拌均匀并回流1‑24小时即可得到溶液C；5)取一定量溶液C，粉末B混合，搅拌均匀后将产物离心或过滤、醇洗，将产物干燥后即可得到材料粉末D；6) 将粉末D分散在溶解了尿素的去离子水中，搅拌均匀后得到溶液E；7) 向溶液E中滴加Ni(NO3)2，并不断搅拌均匀后，将上述溶液体系转移到反应釜中，50‑250℃水热反应或水浴反应或者油浴反应1‑48小时，待反应完成后将产物离心或者过滤，用去离子水和乙醇交替洗产物多次，所得产物20‑100 ℃条件下干燥后，便可得到CNTs@SiO2@Ni/Al‑LDH核壳结构材料的三维纳米结构正极材料。