核壳异质结构自支撑电极材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种核壳异质结构自支撑电极材料制备方法，涉及超级电容器领域。包括P‑Ni(OH)2微/纳米棒和Ni‑Co LDH纳米片，所述Ni‑Co LDH纳米片均匀包裹在P‑Ni(OH)2微/纳米棒的外表面。其制备方法为：以泡沫镍为镍源和基底，以含有NaH2PO4的H2O2溶液为氧化剂，采用一步水热法成功地制备出原位生长的P‑Ni(OH)2微/纳米棒阵列；其次，再以P‑Ni(OH)2棒为二级基底，再通过水热法在棒上生长出Ni‑Co LDH纳米片，制备出三维多孔的P‑Ni(OH)2@Ni‑Co LDH核壳异质多级结构的三维复合材料。解决了目前超级电容器比容量低的问题，制备的自支撑电极为三维多孔的核壳异质结构，具有电化学性能优异、资源丰富、工艺简单和生产成本低等优点。

Core-shell heterostructure self-supporting electrode materials, preparation methods and Applications

The invention provides a method for preparing core-shell heterostructure self-supporting electrode material, which relates to the field of supercapacitors. Including P_Ni(OH)2 micro/nanorods and Ni_Co LDH nanosheets, the Ni_Co LDH nanosheets are evenly coated on the outer surface of P_Ni(OH)2 micro/nanorods. The preparation methods are as follows: foam nickel is used as the source and base of the nickel, and the H2O2 solution containing NaH2PO4 is used as oxidant, and the in-situ grown P Ni (OH) 2 micro / nanorod array is successfully prepared by one-step hydrothermal method. Secondly, P P Ni (OH) 2 rods are used as two level substrates, and then Ni (Co) LDH nanosheets are grown on the rods by hydrothermal method. Three-dimensional composite materials with multi-stage structure. The self-supporting electrode is a three-dimensional porous core-shell heterostructure. It has the advantages of excellent electrochemical performance, rich resources, simple process and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
核壳异质结构自支撑电极材料、制备方法及其应用
本专利技术属于超级电容器电极材料领域，具体涉及核壳异质结构自支撑电极材料、制备方法及其应用。
技术介绍
随着经济的快速发展，不可再生能源的消耗不断加剧，导致了能源短缺等一系列的环境问题。进而迫使人类寻求清洁环保、低廉高效的可再生能源和新型的能量转化及存储技术。当前，常用的能量转换和存储设备领域中，超级电容器因具有功率密度大、充放电效率高、循环寿命长和安全性高等优点，因而在便携式电子设备、备用电源系统和混合动力汽车等领域具有广泛的应用前景，得到了科研人员的普遍关注。近些年来，因低毒、资源丰富、环境友好和超高的理论比电容等优点，Ni(OH)2和Co(OH)2作为一种非常具有应用前景的新型赝电容电极材料，得到了科研工作者的青睐。例如：中国专利(CN106449136A)公开了一种α-氢氧化镍钴电极材料及其制备方法与应用，通过一步溶剂热法，以无水乙醇为溶剂，制备出具有绣球结构的α-氢氧化镍钴电极材料。该α-氢氧化镍钴电极材料制备的超级电容器具有高的比容量、优异的倍率性能和卓越的循环稳定性等优点。中国专利(CN107564731A)公开了一种钴镍双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳异质结构自支撑电极材料，其特征在于，包括P‑Ni(OH)2微/纳米棒和Ni‑Co LDH纳米片，所述Ni‑Co LDH纳米片均匀包裹在所述P‑Ni(OH)2微/纳米棒的外表面。

【技术特征摘要】
1.一种核壳异质结构自支撑电极材料，其特征在于，包括P-Ni(OH)2微/纳米棒和Ni-CoLDH纳米片，所述Ni-CoLDH纳米片均匀包裹在所述P-Ni(OH)2微/纳米棒的外表面。2.如权利要求1所述核壳异质结构自支撑电极材料，其特征在于，所述P-Ni(OH)2微/纳米棒为六棱柱状结构，长度为25～40μm。3.如权利要求1所述核壳异质结构自支撑电极材料，其特征在于，所述Ni-CoLDH纳米片的厚度在10～50nm，所述P-Ni(OH)2微/纳米棒外表面的Ni-CoLDH纳米片彼此相互连接，形成三维多孔网络结构。4.如权利要求1～3任一所述核壳异质结构自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、泡沫镍清洗；S2、制备P-Ni(OH)2/NF：将清洗后的泡沫镍装入30mL含有NaH2PO4的H2O2溶液的高压反应釜中进行反应，待反应釜自然冷却至室温后，产物用去离子水和乙醇清洗数次，在50～70℃下真空干燥12～36h，待冷却后备用；S3、制备P-Ni(OH)2@Ni-CoLDH：将上述步骤S2制备得到的P-Ni(OH)2/NF与含有Ni(NO3)2·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的H2O2混合溶液中进行混合，并在反应釜中反应，待反应釜冷却到室温后，产物用去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惠，柳建新，李士阔，黄方志，王磊，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34