[发明专利]海海绵状C/Ni(HCO3)2-Ni复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种海海绵状C/Ni(HCO₃)₂‑Ni复合材料及其制备方法，涉及复合材料制备技术领域。将多孔结构碳球和六水合硝酸镍均匀分散在一定比例的乙二醇与去离子水的混合溶液中，加入尿素，用溶剂热法反应数小时，离心收集产物，反复洗涤后真空干燥，得到产物C/Ni(HCO₃)₂；将产物C/Ni(HCO₃)₂与一定量的碳酸氢钠溶于乙二醇溶液中并且置于反应釜中反应，降温后，离心收集产物，反复洗涤后真空干燥，得到海海绵状C/Ni(HCO₃)₂‑Ni复合材料。作为举例而非限定，本发明提供的方案，其有益效果在于：本发明工艺简单，制备条件通用，产物形貌稳定、纯度高，且产物处理方便简洁，适合于中等规模工业生产。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种海海绵状C/Ni(HCO₃)₂-Ni复合材料及其制备方法。

背景技术

在诸多的储能系统中，电化学储能系统有较高的储能效率和较好的应用前景，其中包括有二次电池、燃料电池和超级电容器三部分。作为新能源的代表之一，超级电容器在解决全球能源问题中的持久战中发挥着重要的作用。超级电容器兼有普通电容器较高的功率密度和锂离子电池较高的能量密度的双重优点，有较快的充放电速度，较长的循环寿命，环境友好、操作安全等优势。在混合电动汽车以及大型工业规模电力和能源管理等方面都有重要的应用

目前，超级电容器依据储能机制的不同，主要分为双电层电容器和赝电容电容器。双电层电容器主要是在电极和电解液界面形成双电层，进而进行能量的存贮和释放，主要应用的电极材料是碳材料。赝电容电容器主要是依靠快速的法拉第反应来储存和释放电荷，主要的电极材料是金属氧化物和氢氧化物以及导电高分子聚合物，大多数的金属氧化物和氢氧化物虽然有较高的比容量和化学反应特性，但它们大多数具有半导体或者绝缘体的性质，因此，此类电极材料必须巧妙地设计，以实现赝电容器的最佳能量输出。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种海海绵状C/Ni(HCO₃)₂-Ni 复合材料及其制备方法，该制备方法用两步溶剂热法将有良好导电性的碳材料与高比电容的金属及其含氧化物相结合，在碳球外面负载碳酸氢镍并通过加入碳酸氢钠降低镍还原电位，用乙二醇将碳酸氢镍部分还原，首次制备出一种海海绵状 C/Ni(HCO₃)₂-Ni复合材料，该复合材料的形状跟生活在海水中的海绵很像，且本发明所述制备方法操作过程安全简单，易控制。为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案:

一种海海绵状C/Ni(HCO₃)₂-Ni复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)C/Ni(HCO₃)₂的制备

(1.1)将六水合硝酸镍和多孔结构碳球溶解于一定浓度的乙二醇水溶液中，超声分散一段时间，得到均匀分散的混合溶液一；

(1.2)在步骤(1.1)所述混合溶液一中加入尿素，搅拌均匀后置于反应釜中进行溶剂热反应；

(1.3)待步骤(1.2)所述反应釜反应结束并降温后，离心收集所述反应釜中的产物，进行反复洗涤，反复洗涤后第一次真空干燥，得到C/Ni(HCO₃)₂；

(2)海海绵状C/Ni(HCO₃)₂-Ni复合材料的制备

(2.1)将碳酸氢钠和步骤(1)所得C/Ni(HCO₃)₂溶于乙二醇中，均匀分散得到混合溶液二；