[发明专利]基于过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯与三氧化二铁/石墨烯的超级电容器

权利要求书

1.基于过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯与三氧化二铁/石墨烯的超级电容器，其特征在于：所述的电容器采用过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯为正极材料，三氧化二铁/石墨烯为负极材料，具体制备步骤如下：

正极材料过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯的制备

采用溶剂热方法，按照10-15:12:1的质量比，将过渡金属盐、L-半胱氨酸和氧化石墨烯依次加入到N-N二甲基甲酰胺（DMF）中，形成混合溶液后转移至反应釜中；在180-220 ℃反应12-36h，其后通过离心分离收集的产物分别用无水乙醇和去离子水清洗2-3次后，再在80 ℃真空干燥12 h，得到正极材料过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯；

所述的过渡金属硫化物是Ni₇S₆、NiS、CoS或αMnS中的一种；

负极材料三氧化二铁/石墨烯的制备

采用水热方法，按照10:1:2的质量比，将三氯化铁、氧化石墨烯和尿素溶解分散到水中，形成混合溶液之后转移至反应釜中，在150-180 ℃反应12-36h，其后通过离心分离收集的产物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，再在60℃真空干燥12 h，得到负极材料三氧化二铁/石墨烯；

电极的制备

将上述正极材料或负极材料分别与导电炭黑、粘接剂按比例混合均匀，再加入N-甲基吡咯烷酮形成浆料后均匀涂敷在干净的泡沫镍上，其后转入干燥箱中，在60℃下烘干12h，得到正极或负极；

所述的正极材料或负极材料、导电炭黑和粘接剂的质量比为8:1:1；

制备电容器

以浓度为1~6mol/L的氢氧化钾溶液作为电解液，将正极、负极和隔膜组装成基于过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯与三氧化二铁/石墨烯的超级电容器。

2.根据权利要求1所述的基于过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯与三氧化二铁/石墨烯的超级电容器，其特征在于：所述的过渡金属盐包括镍、钴或锰的硝酸、乙酸或乙酰丙酮盐中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于过渡金属硫化物/氮掺杂石墨烯与三氧化二铁/石墨烯的超级电容器，其特征在于：所述的粘接剂是聚偏氟乙烯。