[发明专利]一种多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料及其制备方法。本发明首先配制Co盐和Al盐混合溶液，加入尿素和氟化铵进行搅拌混合，然后将处理过的碳布浸入上述混合溶液中，通过水热反应得到负载在碳布上的CoAl氢氧化物；最后将负载在碳布上的CoAl氢氧化物浸入0.1‑0.3mol/L氢氧化钠溶液中进行常温浸泡刻蚀得到复合电极材料。本发明得到多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料不仅具有良好的比电容值，循环稳定性好，而且电极材料的机械强度高与柔韧性好。对于现代科技不断探索的智能、便捷、质轻与柔韧的电子产品有一定的发展导向，是极具未来发展前途的能源材料之一。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种多孔结构复合电极材料，具体来说，涉及一种多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料及其制备方法。

背景技术

在21世纪这个科技飞速发展的时代，人民生活水平逐步提高，同时带来的环境问题也不容忽视。随着化石能源的枯竭和环境污染问题的加剧，人们在不断地寻求新能源以取代传统化石能源。电能无疑是最佳选择，在诸多储能器件中是应用最为广泛的清洁能源之一。在这个电子产品纵横的社会，我们无法想象没有电化学储能系统的现实，一个没有智能手机、笔记本电脑或iPod等电子便携设备的世界，也没有电动汽车、飞机和其他许多能使我们的生活更容易和更舒适的发明。在这个依赖能源的世界里，用于储能的电化学装置在克服化石燃料耗竭方面发挥着至关重要的作用。在各种电化学储能装置中，超级电容器由于其优越的功率密度，快速充放电的性能在这几年学术界引起极大兴趣。

电子器件的日益小型化和柔性化要求储能器件必须具备轻质、柔性，并能够在有限空间内最大程度地发挥高电化学性能。因此，探寻具有高体积比性能的柔性储能器件成为关键。柔性超级电容器因其具有高功率密度和长使用寿命受到人们的广泛关注，作为热点的碳材料具有高比表面积、低成本、化学稳定性和热稳定性高以及电导率较高等优点，但是其孔结构的难以控制、能量密度比较低。而赝电容电极材料中的过渡金属氧化物具有高理论比容量，引起极大关注。为了兼顾化学稳定性和能量密度，人们通常将具有高导电性的碳材料和具有高比容量的过渡金属氧化物复合，以期获得理想的电化学性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料及其制备方法。该方法操作简单，环境友好，得到的多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料能解决现有技术中的双金属氧化物导电性能不好、易团聚等缺点，同时该复合电极材料具有良好的循环稳定性与机械柔韧性。

本发明首先通过混合搅拌得到含有CoAl的混合溶液；接着将处理过的碳布浸入混合溶液中进行水热反应，自然降至室温，放置烘箱烘干；最后浸泡在NaOH溶液中进行刻蚀；超声洗涤，烘干得到多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料。本发明具体技术方案介绍如下。

本发明提供一种多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)制备CoAl双金属氢氧化物

首先，在室温条件下，将硝酸钴、硝酸铝素和去离子水超声混合，使其充分溶解，然后加入尿素和氟化铵进行搅拌，得到CoAl双金属氢氧化物混合溶液；

(2)合成负载在碳布上的复合电极材料

将预处理过的碳布浸入CoAl双金属氢氧化物混合溶液中后，进行水热反应，反应结束后，取出碳布，超声洗涤、烘干，再浸入摩尔浓度为0.1-0.3mol/L的NaOH溶液中常温浸泡刻蚀0.5-12h，得到多孔CoAl双金属氢氧化物@碳布复合电极材料。

本发明中，步骤(1)中，硝酸钴和硝酸铝的摩尔比为1:1～6:1，硝酸钴和去离子水的质量体积比为1:1～25:1mg/ml，超声混合时间为20～30min。