[发明专利]一种使用定‑转子旋转床制备金属氢氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明属于超级电容器和储能技术领域，具体地说，涉及一种使用定-转子旋转床制备金属氢氧化物的方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型储能装置，具有比传统电容器高得多的能量密度和比电池大得多的功率密度，集高能量密度、高功率密度和长使用寿命成为研究热点。目前，超级电容器已被广泛应用于移动通讯、工业领域、消费电子、电动汽车和国防科技等方面。超级电容器由电极材料、电解质、隔膜和集流体等四部分组成，其性能主要受电极材料和所用电解质体系的影响，因此寻找更为理想的电极体系和电极材料成为提高超级电容器性能的重要途径。寻找电阻低、能量密度高、环境友好并且具有较好可逆性和循环稳定性的电极材料一直是人们研究的重点。超级电容器发展面临的一个巨大挑战，即同时实现大的能量容量和快的充/放电速率。目前报道的文献中电极材料的制备方法主要有水热法、电化学沉积法、微乳液法、溶胶-凝胶法和共沉淀法。水热法易于控制材料的形貌和获得良好的晶体结构，但反应时间长，产量相对较少，反应需要高温高压环境，对设备要求比较高。电化学沉积法一般采用泡沫镍、不锈钢网和碳布(碳纤维)等导电基底上沉积活性物质。共沉淀法比较容易团聚。

发明内容

有鉴于此，本发明公针对现有制备方法的缺点，提供了一种使用定-转子旋转床制备金属氢氧化物的方法，克服了传统制备方法易团聚的缺点，获得了具有窄的粒度分布和孔径分布、大比表面积的金属氢氧化物。并将该金属氢氧化物用作电极材料，由于该材料属于电池型电极材料，因此用比容量来描述其电化学性能。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种使用定-转子旋转床制备金属氢氧化物的方法，包括以下步骤：配制金属镍盐和/或金属钴盐溶液，将所述金属镍盐和/或金属钴盐溶液在定-转子旋转床中与氨气或无机碱反应，将反应产物分离、洗涤、干燥后即得到所述金属氢氧化物。

进一步地，所述金属镍盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O或NiSO₄·6H₂O，所述金属钴盐为Co(NO₃)₂·6H₂O或CoSO₄·7H₂O。

进一步地，当采用金属镍盐溶液或金属钴盐溶液时，其浓度为0.01～0.15mol/L；当采用金属镍盐和金属钴盐溶液时，其总浓度为0.01～0.15mol/L，其中，镍与钴的摩尔比为0.5～2：1。

进一步地，所述氨气的通入流量为10～20L/h。

进一步地，所述无机碱以水溶液形式加入，其浓度为0.02～0.3mol/L，且无机碱溶液浓度为金属镍盐和/或金属钴盐溶液浓度的2倍。

进一步地，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

进一步地，所述金属镍盐和/或金属钴盐溶液、无机碱溶液的进料流量相等，均为8～20L/h。

进一步地，所述定-转子旋转床的转速为800～1600rpm。

进一步地，所述反应的温度为30～80℃。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

(1)本发明提供的使用定-转子旋转床制备金属氢氧化物的方法，利用定-转子旋转床制备金属氢氧化物，能够获得粒度分布均一、比表面积大的化合物，克服了传统制备方法易团聚的缺点，可以实现大批量生产，同时缩短了反应时间，提高产率，节约能源。

(2)钴掺杂可以改善氢氧化镍的导电性，得到的氢氧化镍(钴)具有良好的电化学性能。

(3)将本发明实施例得到的氢氧化镍(钴)制备的电极材料循环充放电1000次后稳定性良好。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例4制备的氢氧化镍和实施例5-8制备的氢氧化镍(钴)的比容量与电流密度关系图；

图2为本发明实施例1制备的氢氧化镍的扫描电镜图。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供一种使用定-转子旋转床制备金属氢氧化物的方法，包括以下步骤：