【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料，具体涉及ldh/垂直石墨烯异质结电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、风能、水能和太阳能等可再生能源表现出间歇性的可用性和直接可用性的局限性，对高效、经济可行的储能技术的发展提出了巨大的挑战。因此，高性能电化学储能装置的利用是必要的，以适应各种应用对储能日益增长的需求，包括智能手机、汽车和无人驾驶飞行器。超级电容器(scs)因其卓越的功率密度和长期循环稳定性而成为最有前途的储能设备。然而，它们的能量密度仍然相对较低，限制了它们的广泛应用。为了应对这一挑战，已经设计了许多策略来提高scs的能量密度，一种常见的方法涉及非对称超级电容器(ascs)的构建，而另一种方法侧重于提高电极材料的活性。
2、金属有机框架(mofs)已成为电化学储能系统的高活性电极材料之一，因为它能提供可调节的孔结构、化学成分和更大的比表面积。然而，mofs作为电极材料直接在scs中应用会因为其导电性差而受到显著限制。但由于其独特的特性，mofs可以作为自我牺牲的模板，而转化为金属氧化物、金属硫化物和层状双氢氧化物（ldh），从而加速化学/电化学过程。但在实际应用中常常会遭受到倍率性能差，反应动力学较为缓慢等问题，因此如何电极材料结构使其具有优异的倍率性能仍然是具有挑战性的。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供ldh/垂直石墨烯异质结电极材料及其制备方法和应用，至少解决现有技术中的一个问题，例如ldh的低倍率性能、低稳定性。
2、第一方面，本专利技术提供一
3、将金属源与有机配体溶解于溶剂中，得到溶胶溶液；
4、在基底上沉积垂直石墨烯，并将所述溶胶溶液附着在所述垂直石墨烯表面，然后进行煅烧，得到mof/垂直石墨烯材料；
5、将所述mof/垂直石墨烯材料与金属盐溶液进行离子交换，得到ldh/垂直石墨烯异质结电极材料。
6、在本专利技术中，通过煅烧将金属有机框架限域在垂直石墨烯内，再通过离子交换转化ldh，形成电化学储能性能优异的异质结电极材料。
7、第二方面，本专利技术提供一种ldh/垂直石墨烯异质结电极材料，其由所述ldh/垂直石墨烯异质结电极材料的制备方法得到。
8、第三方面，本专利技术提供所述ldh/垂直石墨烯异质结电极材料在超级电容器中的应用。
9、第四方面，本专利技术提供一种电极，所述电极包括所述ldh/垂直石墨烯异质结电极材料。
10、第五方面，本专利技术提供一种超级电容器，所述超级电容器包括所述电极。
11、由于采用了以上技术方案，本专利技术的实施例至少具有以下有益效果：
12、（1）ldh/垂直石墨烯异质结兼顾了ldh的高比电容和石墨烯良好的导电性，制备了一种无粘黏剂的优良电化学储能性能的电极材料，电极材料的倍率性能、长时间稳定性和比电容都得到了大幅度提升，从而良好地改善了超级电容器的储能性能；
13、（2）mof/垂直石墨烯材料中的mof是通过溶胶凝胶法转化合成的，此方法不仅可以使mof限域在垂直石墨烯内，而且可以使mof牢牢的吸附在垂直石墨烯上，进而使转化后的ldh与垂直石墨烯结合成异质结，从而提高ldh的反应动力学，有利于提高复合材料的倍率性能；
14、（3）ldh/垂直石墨烯异质结中ldh是低结晶度的且多孔的，从而使复合材料具有更多的活性位点，带来更高的比电容；多孔的结构可以促进电解液离子扩散、缩短离子传输路径，提升倍率性能；
15、（4）ldh/垂直石墨烯异质结是直接生长在集流体上，这可以有效地避免粘黏剂的使用，大大提高的复合材料的导电性，从而极大的促进了电子的传输，导致电化学储能性能极大提高；
16、（5）ldh/垂直石墨烯异质结电极材料的制备方法操作简单、方便，工艺重复性好，可操作性强，可以进行大批量生产。
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1.一种LDH/垂直石墨烯异质结电极材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属源为乙酸钴、乙酸锌、乙酸镍、乙酸铁等乙酸盐中的至少一种，所述有机配体为咪唑类配体、羧酸类配体中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底为碳布、碳纸、石墨片、碳纤维、碳管、镍片、泡沫镍、铜片、泡沫铜、不锈钢网中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐溶液为硝酸镍水溶液、硝酸钴水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过等离子体增强化学气相沉积法在基底上沉积垂直石墨烯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：升温速率1-5℃/min，煅烧温度50-300℃，煅烧时间30-480 min。
7.一种LDH/垂直石墨烯异质结电极材料，其特征在于，由权利要求1-6任一权利要求所述LDH/垂直石墨烯异质结电极材料的制备方法得到。
8.根据权利要求7所述LDH/垂直石墨烯异
9.一种电极，其特征在于，所述电极包括权利要求7所述LDH/垂直石墨烯异质结电极材料。
10.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器包括权利要求9所述电极。
...【技术特征摘要】
1.一种ldh/垂直石墨烯异质结电极材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属源为乙酸钴、乙酸锌、乙酸镍、乙酸铁等乙酸盐中的至少一种，所述有机配体为咪唑类配体、羧酸类配体中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底为碳布、碳纸、石墨片、碳纤维、碳管、镍片、泡沫镍、铜片、泡沫铜、不锈钢网中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐溶液为硝酸镍水溶液、硝酸钴水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过等离子体增强化学气相沉...
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