一种用于超级电容器的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于超级电容器的复合材料及其制备方法。本复合材料采用化学镀镍方法，在碳纳米管表面沉积金属镍；将金属镍盐、金属钴盐和硫源溶解到乙二醇和水的水混合液中，然后将镀镍碳纳米管加入，得到所述复合材料。本发明专利技术通过在碳纳米管和镍钴硫化物之间引入金属镍为界面层，解决碳纳米管在镍钴硫化物中的团聚现象；金属镍作为镍钴硫化成核生长的锚点，有助于实现镍钴硫化物完全包覆碳纳米管；金属镍与硫离子形成配位，提高两种材料的界面结合强度；碳纳米管均匀分散及其与镍钴硫化物形成强界面结合，有效发挥碳纳米管高导电特性，充分实现碳纳米管和镍钴金属硫化物在电化学过程中的协同作用，从而提高复合材料的比电容和循环稳定性。

A composite material for super capacitor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于超级电容器的复合材料及其制备方法
本专利技术属于电化学储能材料领域，具体地说是一种用于超级电容器的复合材料及其制备方法。
技术介绍
超级电容器是介于传统电容器和电池之间的一种新型储能器件，具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长和环境适应性好等优点，在混合动力汽车、大功率工程机械、移动电子设备和新能源存储转换等领域应用前景广阔。根据储能机理不同，超级电容器可以分为双电层电容器和法拉第赝电容器。碳纳米材料，如碳纳米管、石墨烯等，具有超大的比表面积、高电导率和优异的化学稳定性，是一类理想的双电层电容器电极材料。过渡金属硫化物，如NiS、CoS2和NiCo2S4等，具有高的理论比容量和低成本，被广泛用于赝电容器电极材料。然而，硫化物电极材料电导率低，结构稳定性差，和双电层电容器相比，赝电容器虽然具有更高的能量密度，但是功率密度较低，循环稳定性较差，这极大限制了其实际应用。目前，将金属硫化物和碳纳米材料有效复合，利用它们各自的结构特点和性能优势，发挥杂化材料不同组分间的协同作用，是构筑高性能超级电容器的一条重要途径。例如，Wenetal.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超级电容器的复合材料，其特征在于：所述复合材料主要组成包括镍钴硫化物、碳纳米管以及界面金属镍层，所述镍钴硫化物的化学式为Ni

【技术特征摘要】
1.一种用于超级电容器的复合材料，其特征在于：所述复合材料主要组成包括镍钴硫化物、碳纳米管以及界面金属镍层，所述镍钴硫化物的化学式为NixCo3-xS4，x＝0-3，所述碳纳米管以及界面金属镍层构成镀镍碳纳米管；
其中，各组分质量份数为：NixCo3-xS480-95份、镀镍碳纳米管5-20份；所述复合材料中，碳纳米管为单壁或多壁结构。


2.如权利要求1所述一种用于超级电容器的复合材料，其特征在于：所述镍钴硫化物颗粒尺寸为2-100nm。


3.如权利要求1所述一种用于超级电容器的复合材料，其特征在于：所述界面金属镍层的厚度为2-30nm，所述界面金属镍层中的镍是作为碳纳米管和镍钴硫化物的界面，起到连接碳纳米管和镍钴硫化物的作用。


4.如权利要求1所述一种用于超级电容器复合材料的制备方法，其特征在于：实现步骤如下：本方法采用化学镀镍方法，在碳纳米管表面沉积金属镍；将金属镍盐、金属钴盐和硫源溶解到水溶液中，然后将镀镍碳纳米管加入其中反应，金属镍作为镍钴硫化成核生长的锚点，冷却至室温，收集、清洗和干燥反应产物，得到用于超级电容器复合材料。


5.如权利要求4所述一种用于超级电容器复合材料的制备方法，其特征在于：实现步骤如下：
步骤一：
1)将30-120mg碳纳米管加入到15-30mL浓酸溶液中，所述浓酸溶液为浓硝酸和浓硫酸体积比为3:1-2:1的酸混合液，在60-80℃条件下搅拌1-5h，搅拌速度为200-2000r/min,得到酸化碳纳米管；
2)将酸化的碳纳米管加入到50-120m...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜金龙，郑璇，朱维君，毕田甜，靳方舟，魏智强，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62