一种Ni4OHF7电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电极材料技术领域，具体涉及一种Ni4OHF7电极材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种Ni4OHF7电极材料的制备方法，包括以下步骤：将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液；将所述混合溶液进行溶剂热反应，得到所述Ni4OHF7电极材料。按照本发明专利技术提供的制备方法制备得到的Ni4OHF7电极材料分散均匀，不易发生团聚，具有较大的比表面积，能够提供更多的活性位点，利于活性材料与电解液的充分接触，便于电子和离子的快速转移，从而提升了超级电容器的电化学性能。本发明专利技术提供的制备方法较为简单，适于大规模量产。适于大规模量产。适于大规模量产。

A ni4ohf7 electrode material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种Ni4OHF7电极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电极材料
，具体涉及一种Ni4OHF7电极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了弥补传统化石燃料的短缺，开发可替代的、可持续的能源储存和转换装置已成为迫切的需求。超级电容器作为一种新型的绿色储能器件，因其具有比电容高，循环寿命长和倍率性能好等特点而引起了广泛的关注。电极材料是超级电容器的关键所在，决定了储能器件的主要指标。常见的电极材料可以分为三大类：通过静电吸附来储存能量的碳材料，依赖于电极材料的表面和次表面发生的氧化还原反应来进行能量存储的导电聚合物材料和过渡金属氧化物材料。对于碳材料来说，其电容值正比于电极的比表面积，而碳材料的比表面积比较低，导致碳材料的比电容较低；对于导电聚合物以及过渡金属氧化物的相关材料来说，其稳定性较差，不能满足长时间充放电的需求，尤其是经典的赝电容材料，如RuO2，MnO2和Ni(OH)2，由于它们比电容低和电位窗口窄而在实际应用中受到限制。
[0003]随着科技的发展，科研人员研发出Ni4OHF7纳米电极材料，这种材料虽然提高了一定的电容，但是现有的Ni4OHF7纳米电极材料容易团聚降低了电极材料的比表面积，阻碍了它们在高性能超级电容器中的大规模应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种Ni4OHF7电极材料及其制备方法和应用，按照本专利技术的制备方法制备得到的Ni4OHF7电极材料具有较大的比表面积，能够提升超级电容器的电化学性能。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种Ni4OHF7电极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液；
[0007]将所述混合溶液进行溶剂热反应，得到所述Ni4OHF7电极材料。
[0008]优选的，所述溶剂热反应的温度为140～200℃，时间为16～30h。
[0009]优选的，所述溶剂热反应后还包括：将溶剂热反应的产物依次进行冷却、离心、干燥和研磨，得到所述Ni4OHF7电极材料。
[0010]优选的，所述离心的转速为6000～7500r/min，时间为30～60min；
[0011]所述干燥为烘干，所述烘干的温度为60～70℃，时间为10～16h。
[0012]优选的，所述二价镍盐包括硝酸镍、氯化镍、醋酸镍或硫酸镍。
[0013]优选的，所述二价镍盐和氟化铵的摩尔比为5～10:5～20。
[0014]优选的，所述二价镍盐的物质的量和乙二醇的体积比为5～10mmol:30～50mL。
[0015]优选的，所述混合依次在搅拌和超声的条件下进行，所述搅拌的转速为6000～8000r/min，时间为0.5～1h；所述超声的功率为70～90W，时间为0.5～1h。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的Ni4OHF7电极材料，所述Ni4OHF7电极材料的平均粒径为30～33nm，比表面积为120～130m2/g。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述Ni4OHF7电极材料在制备超级电容器中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种Ni4OHF7电极材料的制备方法，包括以下步骤：将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液；将所述混合溶液进行溶剂热反应，得到所述Ni4OHF7电极材料。按照本专利技术提供的制备方法制备得到的Ni4OHF7电极材料分散均匀，不易发生团聚，具有较大的比表面积，能够提供更多的活性位点，利于活性材料与电解液的充分接触，便于电子和离子的快速转移，从而提升了超级电容器的电化学性能。本专利技术提供的制备方法较为简单，适于大规模量产。
附图说明
[0019]图1为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的XRD谱图；
[0020]图2为对比例1制备得到的Ni4OHF7材料的XRD谱图；
[0021]图3为对比例2制备得到的产物的XRD谱图；
[0022]图4为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的SEM图；
[0023]图5为实施例2制备得到的Ni4OHF7电极材料的SEM图；
[0024]图6为对比例1制备得到的Ni4OHF7材料的SEM图；
[0025]图7为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的TEM图；
[0026]图8为实施例2制备得到的Ni4OHF7电极材料的TEM图；
[0027]图9为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的循环伏安曲线，其中1为扫速为1mV/s的循环伏安曲线，2为扫速为2mV/s的循环伏安曲线，3为扫速为5mV/s的循环伏安曲线，4为扫速为10mV/s的循环伏安曲线；
[0028]图10为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的充放电曲线，其中1为电流密度为1A/g的充放电曲线，2为电流密度为2A/g的充放电曲线，3为电流密度为5A/g的充放电曲线；
[0029]图11为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的倍率性能曲线；
[0030]图12为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的电化学阻抗谱图；
[0031]图13为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的氮气吸脱附曲线；
[0032]图14为实施例1制备得到的Ni4OHF7电极材料的孔径分布曲线。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种Ni4OHF7电极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液；
[0035]将所述混合溶液进行溶剂热反应，得到所述Ni4OHF7电极材料。
[0036]在本专利技术中，如无特殊说明所有原料均为常规市售产品。
[0037]本专利技术将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液。在本专利技术中，所述二价镍盐优选包括硝酸镍、氯化镍、醋酸镍或硫酸镍，更优选为氯化镍或硫酸镍。在本专利技术中，所述二价镍盐和氟化铵的摩尔比优选为5～10:5～20，更优选为5～10:10～15；在本专利技术的实施例中所述二价镍盐和氟化铵的摩尔比为10:15或5:20。在本专利技术中，所述二价镍盐的物质的量和乙二醇的体积比优选为5～10mmol:30～50mL，更优选为5～10mmol:30～40mL；在本
专利技术的实施例中，所述二价镍盐的物质的量和乙二醇的体积为10mmol:30mL或5mmol:40mL。
[0038]在本专利技术中，所述混合优选依次在搅拌和超声的条件下进行，所述搅拌的转速优选为6000～8000r/min，更优选为6500～7000r/min；时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。在本专利技术中，所述超声的功率优选为70～90W，更优选为80～90W；时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。
[0039]本专利技术以乙二醇为溶剂，能够减少不必要发生的副反应，从而提高电极材料的纯度，以此提高电极材料的比电容。此外，乙二醇中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ni4OHF7电极材料的制备方法，包括以下步骤：将二价镍盐、氟化铵和乙二醇混合，得到混合溶液；将所述混合溶液进行溶剂热反应，得到所述Ni4OHF7电极材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为140～200℃，时间为16～30h。3.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应后还包括：将溶剂热反应的产物依次进行冷却、离心、干燥和研磨，得到所述Ni4OHF7电极材料。4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述离心的转速为6000～7500r/min，时间为30～60min；所述干燥为烘干，所述烘干的温度为60～70℃，时间为10～16h。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述二价镍盐包括硝酸镍、氯化镍、醋...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宏伟，时玮，孟泽硕，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：