一种超级电容器用三金属氮化物材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超级电容器用三金属氮化物材料及其制备方法，包括：1、原料混合均匀：按比例将含有钼，镍，钴为代表的金属离子的原料试剂和石墨混合，放入玛瑙研钵中研磨20～30分钟；2、将研磨得到的均匀粉末放入瓷舟中；3、碳热氢气还原：将步骤2中的样品瓷舟放入管式炉，在氢气/氮气混合气中高温焙烧一定时间，得到A

A kind of ternary nitride material for supercapacitor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器用三金属氮化物材料及其制备方法
本专利技术涉及一种超级电容器用三金属氮化物材料及其制备方法，属于超级电容器和材料合成

技术介绍
如今，人们对混合动力电动汽车、手机、笔记本电脑等便携式电子设备的依赖性越来越强，开发新型的储能设备变得更加迫切。超级电容器是一种具有充放电速度快、循环性能好、兼容性好、环境安全等优点的通用储能装置。电极材料对超级电容器的电化学性能起着至关重要的作用。过渡金属氮化物(MxN，M＝Ti、V、Mo、Ni或W)是一类具有开发潜力的电化学储能材料。由于氮原子的嵌入，导致晶格扩张，d轨道电子密度增加，使得过渡金属氮化物的物理化学性质与金属类似。相比于碳电极材料，过渡金属氮化物具有更高的理论容量。另一方面，相比于过渡金属氧化物电极材料，过渡金属氮化物由于具有类金属的导电性，因而表现出更为优异的倍率性能。同时，通过同类型过渡金属的复合或掺杂，三金属氮化物及多金属氮化物的导电性会得到大大提升，从而改善其电容量和倍率性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种超级电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，采用如下步骤制备而成：/n(1)、原料混合均匀：/n按摩尔比(1～3):(1～3):(4～12)将A源、B源和石墨粉混合，在玛瑙研钵中研磨20～30分钟；其中，A源为含有Co、Ni、Mn或Fe的硝酸盐、氯化物及硫酸盐中的一种或多种；B源为含有Mo、W、V或Ti离子的化合物中的一种或多种；/n(2)、碳热氢气还原：/n将步骤(1)研磨得到的均匀粉末加入瓷舟中，放入管式炉在H

【技术特征摘要】
20191009 CN 20191095582511.一种超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，采用如下步骤制备而成：
(1)、原料混合均匀：
按摩尔比(1～3):(1～3):(4～12)将A源、B源和石墨粉混合，在玛瑙研钵中研磨20～30分钟；其中，A源为含有Co、Ni、Mn或Fe的硝酸盐、氯化物及硫酸盐中的一种或多种；B源为含有Mo、W、V或Ti离子的化合物中的一种或多种；
(2)、碳热氢气还原：
将步骤(1)研磨得到的均匀粉末加入瓷舟中，放入管式炉在H2体积分数为5％～10％的氮-氢混合气中焙烧24～36小时，得到A3B3N超级电容器材料；
(3)、工作电极的制备：
(i)、导电基材泡沫镍的预处理：将一片用作导电基材的1～10cm2见方的泡沫镍，用丙酮、乙醇重复洗涤两次以上超声清洗15～30分钟，除去表面杂质；然后在温度60～80℃下干燥6～10小时；
(ii)、称取上述制备的A3B3N超级电容器材料与PVDF和乙炔黑按照质量比(8～10)：(1～3)：(1～3)的比例混合，在玛瑙研钵中研磨均匀，用NMP(N～甲基～2～吡咯烷酮)润湿，涂在预处理后的泡沫镍上，120℃真空干燥12小时；每个工作电极的活性物质的质量约为3～10mg；
(iii)、以金属铂片为负极，饱和甘汞电极作为参比电极，2mol/LKOH为电解液，电位范围为～0.1～4.5V，扫描速率为100，50，40，30，20，10mV/s，进行循环伏安(CV)测试；充放电电位为0～0.4V，进行恒电流充放电(GCD)试验。


2.根据权利要求1所述的超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，A源含有Ni和Co，B源含有Mo，且Mo:Ni:Co:C的摩尔比为1:2:1:4。


3.根据权利要求1所述的超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，所述的原材料B源为WO3、MoO3、V2O5、TiO2中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，所述的B源的Mo为七钼酸铵，所述B源的V为偏钒酸铵。


5.根据权利要求1所述的超级电容器用三金属氮化物材料，其特征在于，所述的石墨粉为高纯石墨粉。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金萍，田舟，李翠玉，吕志伟，吴明枝，葛宗运，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31