[发明专利]钴镍基超级电容器、其粉体及粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种钴镍基超级电容器粉体的制备方法，其特征在于：方法包括如下步骤：提供石墨烯，并对石墨烯进行改性处理；提供碳纳米管，并对碳纳米管进行改性处理；提供氢氧化钴粉末和氢氧化镍粉末；将氢氧化钴粉末、氢氧化镍粉末、改性处理后的石墨烯和改性处理后的碳纳米管放入去离子水，得到第一混合液；将第一混合液放入恒温真空干燥箱，对第一混合液进行第一干燥，得到第二混合液；过滤第二混合液，得到第一复合粉体；对第一复合粉体进行第二干燥，得到第二复合粉体；对第二复合粉体进行煅烧，得到钴镍基超级电容器粉体。本发明掺杂了改性的碳纳米管以及改性的石墨烯，大大提升了氧化物的电导率。

技术领域

本发明属于电容器技术领域，涉及一种钴镍基超级电容器、其粉体及粉体的制备方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型的绿色储能器件，具有比电池更高的功率密度和比传统电容器更高的能量密度。同时，超级电容器具有循环寿命长、比电容高、使用温度范围宽、充放电电流大、绿色环保等优点，在航空航天、移动通讯、电动汽车、智能电网等领域有很好的应用前景，因此受到全球科研工作者的广泛关注，而电极材料对超级电容器的性能具有重要影响。金属氧化物NiCoO系氧化物因具有较高的比容量，被认为是目前最有希望替代贵金属电极的电极材料之一。虽然NiCoO的电导率是NiO和Co3O4的两倍，但也只有10^-2S/cm，导电性较差，影响金属氧化物的倍率性能，使其不能在大电流下应用。为解决NiCoO系氧化物导电性较差的问题，最常见的方法是将NiCoO系氧化物与高导电率的碳材料进行复合。

为了实现NiCoO系氧化物与高导电率的碳材料复合的技术问题，现有技术中提出了通过化学合成的方法制备改性碳纳米管掺杂的NiCoO系氧化物的技术。但是该现有技术至少存在如下缺陷：1、仅掺杂改性的碳纳米管并不能大幅度提升氧化物的电导率，一般而言，电导率的提升不到一个数量级。2、由于是粉末法制备超级电容器，如果仅加入改性的碳纳米管，将导致电容器材料容易发生粉化和破碎。3、由于化学方法较为复杂，并且制程不够合理，导致电容器性能受到影响。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钴镍基超级电容器、其粉体及粉体的制备方法，从而克服现有技术的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种钴镍基超级电容器粉体的制备方法，其特征在于：方法包括如下步骤：提供石墨烯，并对石墨烯进行改性处理；提供碳纳米管，并对碳纳米管进行改性处理；提供氢氧化钴粉末和氢氧化镍粉末；将氢氧化钴粉末、氢氧化镍粉末、改性处理后的石墨烯和改性处理后的碳纳米管放入去离子水，得到第一混合液；将第一混合液放入恒温真空干燥箱，对第一混合液进行第一干燥，得到第二混合液；过滤第二混合液，得到第一复合粉体；对第一复合粉体进行第二干燥，得到第二复合粉体；对第二复合粉体进行煅烧，得到钴镍基超级电容器粉体。

优选地，上述技术方案中，对石墨烯进行改性处理具体为：将石墨烯粉末放入稀盐酸中；向稀盐酸溶液中加入双氧水，得到第一改性溶液，其中以重量份计，石墨烯占5-10份，双氧水占40-50份，稀盐酸占5000-10000份；对第一改性溶液进行加热，加热温度为90-95℃，加热时间为2-3h，得到第二改性溶液；过滤第二改性溶液以获得改性处理后的石墨烯。

优选地，上述技术方案中，对碳纳米管进行改性处理具体为：将碳纳米管放入稀硝酸中；向稀硝酸溶液中加入高锰酸钾，得到第三改性溶液，其中以重量份计，碳纳米管为5-10份，高锰酸钾为10-20份，稀硝酸占5000-10000份；对第三改性溶液进行加热，加热温度为90-95℃，加热时间为4-5h，得到第四改性溶液；过滤第四改性溶液以获得改性处理后的碳纳米管。