[发明专利]电化学电极及其制备方法、超级电容器

说明书

一种电化学电极，包括：导电基体；NiGa₂O₄材料，覆盖于所述导电基体的至少一个表面上。还提供一种超级电容器，包括：正电极，包括导电基体和覆盖于所述导电基体的至少一个表面上的NiGa₂O₄材料。本发明的超级电容器具有高能量密度和优异的循环稳定性，表明NiGa₂O₄可以作为一类新的阴极电极具有优良的电化学稳定性。

技术领域

本发明的技术领域涉及电化学电极和电容器，进一步的，涉及电化学电极，以及该电化学电极的制备方法，还涉及包含该电化学电极的超级电容器。

背景技术

电化学超级电容器包括至少一个正电极和至少一个负电极，两个电极通过一个隔板彼此分离，通过正极和负极和分离器的组装形成的电化学束被电解质浸渍。

也称为混合超级电容器的非对称超级电容器，具有水性电解质。一种这样的超级电容器包括一种基于活性炭的负极或具有负电位窗的金属氧化物和一种正电极，其活性材料可以被可逆地氧化。正极通过法拉第方法进行充电，而负电极通过在形成双层的电极/电解质界面处的离子积聚而充电，或者负极处发生的电荷累积对应于法拉第工艺。

美国专利No.7,576,971描述了一种不对称超级电容器，其包括优选基于二氧化锰的一个正极和包含基于聚四氟乙烯(PTFE)的活性炭和粘合剂的混合物的一个负电极。

美国专利No.6,252,762描述了一种混合电池/超级电容器系统，其包括基于活性炭的正电极和基于Li₄Ti₅O₁₂型尖晶石化合物的负电极。

专利RU2296383描述了具有一个基于氢氧化镍的正电极和一个基于铁或铜集电器上的活性炭的负电极的不对称超级电容器。

美国专利No.5,986,876涉及不对称的超级电容器，其中正极基于氢氧化镍，负极由基于碳毡的材料构成。

在超级电容器循环过程中，金属离子如钾(K⁺)在电极/电解质界面处经历可逆的法拉第表面氧化还原反应。为了获得优异的超级电容器特性，电极材料应具有大的比表面积和低内阻。还希望提供一种制备适用于电化学电容器应用的显示高比电容材料和循环稳定性的纳米结构电极的方法。

因此，开发出具有优异的电化学性能和稳定性的电极是非常追求的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电化学电极及其制备方法、超级电容器，以及解决以上所述的至少部分问题。

根据本发明的一方面，提供一种电化学电极，包括：导电基体；NiGa₂O₄材料，其覆盖于所述导电基体的至少一个表面上。

进一步的，所述导电基体为多孔结构的导电泡沫材料。

进一步的，所述NiGa₂O₄材料外观呈网状结构。

进一步的，所述NiGa₂O₄材料由分层纳米片结构组成。

进一步的，所述纳米片的长度为200～900nm，厚度为5～50nm。

根据本发明的另一方面，提供一种电化学电极的制备方法，包括：

准备导电基体；

在导电基体的至少一个面上通过水热反应工艺覆盖NiGa₂O₄材料。

进一步的，通过水热反应工艺覆盖NiGa₂O₄材料包括：