本发明专利技术涉及用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极及其制备方法。其电极制配材料是在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素而制成的复合材料。方法步骤为：１）配置镍盐和掺入金属盐的水溶液；掺入的金属元素；２）配制混合溶液Ａ；３）配置混合溶液Ｂ；４）混合溶液Ａ和混合溶液Ｂ混合；５）对浆料进行固液分离，干燥，得到煅烧前躯体；６）煅烧，制得纳米氧化镍复合电极材料，再以所制得的材料为活性物质以常规方法制成电极。优点在于：电极具有高比容量、强的大电流放电能力，且延长有效使用寿命；方法相对现有技术，简化工艺过程、工艺稳定、易于操作，使产品质量安全可靠、且成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于电极 材料制备
技术介绍
超级电容器是一种介于物理电容和蓄电池之间的新型储能器件，具有比传统电容 器高得多的能量密度和比蓄电池大得多的功率密度，集寿命长、功率密度高、使用温度范围 宽、充电速度快等特性于一身。超级电容器的这些优良特性使其在交通、无线电通信、军事、 清洁能源系统等领域中有着极其广泛的应用。作为一种用于超级电容器的电极材料，纳米氧化镍因具有比表面积高、使用温度 范围宽、成本低等特点而倍受瞩目。在公开号为CN1887728A的中国专利申请中，报道了一种电化学电容器用氧化镍 的制备方法。该方法通过加入表面活性剂来分散纳米颗粒以获得高比表面的氧化镍电极材 料。但中间产品氢氧化镍必须经反复洗涤以去除多余的表面活性剂，工艺过程繁琐。该方 法制备的纳米氧化镍电极中活性材料的比容量仅在200F/g左右。在公开号为CN1944276A的中国专利申请中，公开了以镍盐、氨水和氢氧化钠为原 料，在醇水溶液中沉淀后经高温煅烧制备纳米氧化镍的方法。该方法沉淀过程缓慢，且同样 也包含了表面活性剂的添加和洗涤过程，制备的纳米氧化镍电极中活性材料的比容量不到 300F/g。现有技术的纳米氧化镍电极材料的比容量普遍偏低，材料的液相制备过程一般 耗时较长，且大都使用了表面活性剂，使后处理工艺繁琐。为了提高纳米氧化镍电极材 料的比容量，可向氧化镍晶格中掺入金属元素形成氧化镍复合电极材料。在公开号为 CN101333008A的中国专利申请中，公开了一种纳米氧化镍复合粉的制备方法，该方法制得 的氧化镍复合电极，其活性材料包含钴和锌两种掺入元素，比容量达348 360F/g，此数值 较纯纳米氧化镍电极材料有所提高，但由于掺入元素单一且总掺入量仅在1. 至20%之 间，因此，比容量提高的幅度比较有限。此外，该方法还需加入丙烯酰胺、网络剂等多种加化 工原料，制备工艺繁琐、成本较高。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是克服现有超级电容器电极存在的缺陷，提供一种用于超 级电容器的纳米氧化镍复合电极，它具有高比容量、强的大电流放电能力，且延长有效使用寿命ο本专利技术的第二个目的是克服现有超级电容器复合电极制备方法存在的缺陷，提 供一种用于超级电容器的复合电极制备方法，该方法相对现有技术，简化工艺过程、工艺稳 定、易于操作，使产品质量安全可靠、且成本低。实现本专利技术的一种用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极技术方案是其制配材4料是在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素而制成的复合材料；所述金属元素为 钴、锰、钇、镥、镉、镱中的一种或多种组合。进一步的技术方案是所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，在粉末状纳米氧化镍材料中掺入 一定量金属元素，其金属元素掺入量是在配置的镍盐和掺入金属盐的混合水溶液中，金属 盐总浓度为0. 01 lmol/L，其中掺入金属元素和镍元素的总摩尔比为1 1 9。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其镍盐为六水合氯化镍、六水合 硝酸镍、六水合硫酸镍中的至少一种物质；所述的掺入金属盐选自盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐 中的一种或多种。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其掺入金属元素选自钴、锰、钇、 镥、镉、镱中的两种。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其掺入金属元素选自钴、锰、钇、 镥、镉、镱中的三种组合。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其掺入金属元素为钴、锰、钇、镥、铺、镜。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其掺入金属元素选自钴和锰和钇 和镉中的一种或多种。实现本专利技术的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极制配方法的技术方案，包括 下述工艺步骤1)配置镍盐和掺入金属盐的水溶液，金属盐总浓度为0. 01 lmol/L，其中掺入金 属元素和镍元素的总摩尔比为1 1 9;所述的掺入的金属元素为钴、锰、钇、镥、镉、镱中 的一种或多种组合；2)向上述水溶液中加入体积为水溶剂体积0. 1 4倍的有机溶剂，得到混合溶液 A；3)配置碳酸氢铵的水溶液，然后加入体积为水溶剂体积0. 1 4倍的有机溶剂，得 到混合溶液B，其中碳酸氢铵的浓度为0.01 lmol/L，有机溶剂的种类与混合溶液A相一 致； 4)将上述混合溶液A搅拌10 60分钟，随后在30 300秒的时间内快速加入混 合溶液B并搅拌，控制溶液的pH值在7 9，反应时间在1 3小时；5)上述反应结束后对浆料进行固液分离，将沉淀用水洗涤2 5次，于50 150°C 干燥5 24小时，得到煅烧前躯体；6)将上述煅烧前躯体在250 450°C下煅烧2 6小时，即制得粒径在30 50nm 的纳米氧化镍复合电极材料，再以所制得的材料为活性物质以常规方法制成电极。进一步的技术方案是所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极的制备方法，其有机溶剂为醇类和 酮类有机溶剂中的一种或多种的混合。所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极的制备方法，其制备步骤为1)配置镍盐和掺入金属盐的水溶液，金属盐总浓度为0. 01 lmol/L，其中掺入金 属元素和镍元素的总摩尔比为1 9;所述的掺入的金属元素选自钴，也可以是锰、钇、镥、镉、镱中的一种；2)向上述水溶液中加入体积为水溶剂体积0. 1 4倍的无水乙醇，得到配置金属 盐的醇-水混合溶液A ；3)配置碳酸氢铵的水溶液，然后加入体积为水溶剂体积0. 1 4倍的无水乙醇，得 到混合溶液B，其中碳酸氢铵的浓度为0. 01 lmol/L ；4)将上述混合溶液A搅拌30分钟，随后在30 300秒的时间内快速加入上述碳 酸氢铵溶液，即混合溶液B并搅拌，控制溶液的pH值在7 9，反应时间在1 3小时；5)上述反应结束后对浆料进行固液分离，将沉淀用水洗涤2 5次，于100°C干燥 12小时，得到煅烧前躯体；6)将上述煅烧前躯体在350°C下煅烧3小时，即制得粒径在30 45nm的纳米氧 化镍复合电极材料，再以所制得的材料为活性物质以常规方法制成电极。本专利技术的显著有益效果在于1、大量金属元素的掺入，使氧化镍电极中活性材料的比容量大幅提升，最高可达 1000F/g以上，同时，该氧化镍复合电极还具有较强的大电流放电能力；2、制得的氧化镍复合电极材料粒度均勻，粒径在30 50nm之间，且分散性较好； 3、采用快速沉淀的方法，缩短了液相反应时间，且未使用表面活性剂，简化了后处理工艺， 因此，整个制备工艺过程相对缩短，工艺参数容易控制。具体实施例方式结合实施例对本明一种用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极作进一步说明如 下实施例1 一种用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其制配材料是在粉末状 纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素而制成的复合材料；所述金属元素为钴、锰、钇、镥、 锅、镱中的一种或多种组合。所述的在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素，其 金属元素掺入量是在配置的镍盐和掺入金属盐的混合水溶液中，金属盐总浓度为0. 01 lmol/L，其中掺入金属元素和镍元素的总摩尔比为1 1 9，本实施例总摩尔比为1 2; 所述的镍盐为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍中的至少一种物质，本实施例为 六水合氯化镍、六水合硝酸镍两种；所述的掺入金属盐选自盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一 种或多种，本实施例为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于：其制配材料是在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素而制成的复合材料；所述金属元素为钴、锰、钇、镥、镉、镱中的一种或多种组合。
【技术特征摘要】
一种用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于其制配材料是在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素而制成的复合材料；所述金属元素为钴、锰、钇、镥、镉、镱中的一种或多种组合。2.如权利要求1所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于，所述的 在粉末状纳米氧化镍材料中掺入一定量金属元素，其金属元素掺入量是在配置的镍盐和 掺入金属盐的水溶液中，金属盐总浓度为0. 01 lmol/L，其中掺入金属元素和镍元素的总 摩尔比为1 1 9。3.如权利要求2所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于，所述的 镍盐为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍中的至少一种物质；所述的掺入金属盐 选自盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一种或多种。4.如权利要求1或2所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于，掺入 金属元素选自钴、锰、钇、镥、镉、镱中的两种。5.如权利要求1或2所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于掺 入金属元素选自钴、锰、钇、镥、镉、镱中的三种组合。6.如权利要求1或2所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于，掺入 金属元素为钴、锰、钇、镥、镉、镱。7.如权利要求1或2所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极，其特征在于，掺入 金属元素选自钴和锰和钇和镉中的一种或多种。8.—种如权利要求1所述的用于超级电容器的纳米氧化镍复合电极的制备方法，其特 征在于，包括下述工艺步骤1)配置镍盐和掺入金属盐的水溶液，金属盐总浓度为0.01 lmol/L，其中掺入金属元 素和镍元素的总摩尔比为1 1 9;所述的掺入的金属元素为钴、锰、钇、镥、镉、镱中的一 种或多种组合；2)向上述水溶液中加入体积为水溶剂体积0.1 4倍的有机溶剂，得到混合溶液A ；3)配置碳酸氢铵的水溶液，然后加入体积为水溶剂体积0.1 4倍的有机溶剂，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：范晶，郭丽，宋朝文，管道安，袁斌，
申请(专利权)人：湖北长海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]
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