[发明专利]一种超级电容器氧化钌基复合电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种超级电容器氧化钌基复合电极材料的制备方法，该工艺通过化学沉淀将氧化钌组分抽虑出来，利用抽虑、活化、变性、鼓风干燥、真空加热、加压成型等工艺，应用特制的活化变形液和添加剂成分来提高氧化钌材料的电化学性能，使得制备而成的多超级电容器氧化钌基复合电极材料,其比容量大、能量密度好、稳定性高，另外该制备工艺环保低耗，工序简单，具有较好的工业化应用前景。同时还公开了由该制备工艺制得的超级电容器氧化钌基复合电极材料在国防科技、电动汽车、航空航天等新型科技领域中应用。

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及到一种超级电容器氧化钌基复合电极材料的制备方法。

背景技术

随着人类社会的进步，对能源的需求飞速增长，全球变暖和能源危机成为人类必须面临的两个严峻挑战，发展新型的能量存储装置成为21世纪人类解决能源问题新的有效途径。电能的存储有两种方式：一是作为潜在可用的化学能存储在电池里的间接方式。当电池两极有电势差时，电池内部电活性物质发生氧化还原反应而释放电流。在储能过程中，体系产生的电流较大，能量密度较高，储能过程缓慢，功率密度较低；同时，体系中所有能量的转变是一个热力学可逆过程，但是电极活性物质间的相互转换过程是不可逆相变过程，电活性物质逐渐被消耗，电池的循环寿命是有限的，它与电极材料本身性质有关。二是以静电学形式将正负电荷置于电容器的不同极板之间来存储电能的直接方式。在储能过程中，没有感应电流产生，并且静电荷的积累释放的电流较小，能量密度较低，储能迅速，功率密度高；不涉及化学变化及电活性物质的消耗，所以电容器的循环寿命几乎是无限的。电池和电容器有着各自的优缺点，二者之间存在着空缺，这就推动了能够兼具二者优点、弥补二者缺陷的新型储能器件—超级电容器的发展，目前它已经成为人们研究的热点。

RuO2具有较低的电阻系数、良好的催化活性、化学稳定性及能与Si和SiO2等基体良好的结合等优点，广泛应用于电化学催化、氯碱工业，并且人们最新发现将 RuO2膜用于集成电路领域是很有前景的应用。RuO2的优良特性还体现在可替换其它金属材料用于铁电体和高温超导膜的微电子设备上，而且 RuO2能够解决铁电体膜和超导膜的界面上的脱落问题。所以氧化钌及电极材料的应用可以解决超级电容领域的许多问题，为行业的发展提高契机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种超级电容器氧化钌基复合电极材料的制备方法，通过化学沉淀将氧化钌组分抽滤 出来，利用抽滤 、活化、变性、鼓风干燥、真空加热、加压成型等工艺，应用特制的活化变形液和添加剂成分来提高氧化钌材料的电化学性能，使得制备而成的多超级电容器氧化钌基复合电极材料,其比容量大、能量密度好、稳定性高，另外该制备工艺环保低耗，工序简单，具有较好的工业化应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

超级电容器氧化钌基复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将5-9份三水合三氯化钌溶于1L 0.7%的乙酸溶液中，磁力搅拌器搅拌60min；

（2）向步骤（1）中的三氯化钌溶液中加入1-2份活性炭，持续搅拌30min，然后室温静置20-24h；

（3）向步骤（2）中的混合溶液中加入0.5mol/L的碳酸氢铵溶液，调节pH值，使溶液的最终pH值为4.8；

（4）将步骤（3）的溶液加热至60-65℃，静置5-6h，使溶液沉淀分层；

（5）将步骤（4）的溶液抽滤 ，取沉淀物，用去离子水洗涤3遍;

（6）将步骤（5）的沉淀物浸没于活化变性液中，加热至42℃，持续反应30-40min；

（7）取出步骤（6）的沉淀物置于鼓风干燥机中，加热至140-170℃，保温60-80min，得到复合活性粉末;