[发明专利]钴酸镍/三维多孔碳非对称超级电容器的制备方法及其产品

摘要

本发明公开了一种钴酸镍/三维多孔碳非对称超级电容器的制备方法及其产品，包括正极制备、负极制备和组装超级电容器。正极材料是通过水热法制备NiCo₂O₄海胆状材料，Ni和Co并且存在多个价态，使得其具有高于Co₃O₄和NiO的电化学活性，并同时具有协同作用；负极是通过冷冻干燥制备多孔结构三维多孔碳，碳材料骨架结构具备良好的导电性，碳材料的孔具有良好的电解液浸润性，可以提高比电容。后将正负极材料进行涂片并组装成非对称超级电容器。本发明通过制备纳米NiCo₂O₄正极材料及多孔碳负极材料组装非对称超级电容器，提高了窗口电压且增加了赝电容，提高了超级电容器的能量密度。

主权项

1.一种钴酸镍/三维多孔碳非对称超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备NiCo2O4纳米材料：将可溶性镍盐：可溶性钴酸盐：尿素按摩尔比1:2：10～100超声分散于去离子水中搅拌1h～4h，后放入水热反应釜中120℃～180℃反应6h～12h，待冷却到室温进行抽滤洗涤后，在100℃～150℃条件下烘干2h～8h，后在管式炉中以1℃/min的升温速度升温至200℃～500℃，煅烧2h～8h，得到NiCo2O4纳米材料；(2)制备NiCo2O4纳米材料正极：将NiCo2O4纳米材料、炭黑、PTFE按质量比8：1：1混合磁力搅拌4h～10h成浆料，后将浆料涂在泡沫镍上，60℃～100℃烘干2h～8h，压成薄片，再真空烘干得到NiCo2O4纳米材料正极；(3)制备多孔碳材料：将柠檬酸和氯化钠或者将柠檬酸和硫酸钠溶解在去离子水中搅拌20h～48h，后放入反应皿冷冻12h～48h直至冷冻完全,再放于冷冻干燥机中冷冻干燥24h～48h形成白色粉末，后将白色粉末放于管式炉中通保护气，在700～800℃煅烧2h～6h，最后水洗抽滤后烘干,得到多孔碳材料；其中柠檬酸：氯化钠或者硫酸钠按摩尔比为1：25；(4)制备多孔碳材料负极：将多孔碳材料、炭黑、PTFE按质量比8：1：1混合磁力搅拌4h～10h成浆料，后将浆料涂在泡沫镍上，烘干压成薄片，再真空烘干得到多孔碳材料负极；(5)组装超级电容器：将步骤(2)得到的NiCo2O4纳米材料正极和步骤(4)得到的多孔碳材料负极用隔膜隔开，滴入电解液，与正极垫片、负极垫片组装成纽扣电池，封装好，即为非对称超级电容器。