[发明专利]一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料及其制备方法

说明书

一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料的制备方法，首先将表面活性剂加入到N,N二甲基甲酰胺中，得到混合溶液A；然后将LiFe₅O₈粉体和PPy纳米管加入到混合溶液A中，超声混合均匀，得到混合溶液B；将混合溶液B通入氮气下加热至75～85℃，然后滴加水合肼和巯基乙酸甲酯的混合物，反应15～45min，水洗、干燥，得到核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料。本发明制备工艺简单，周期短，成本低，能耗低，所制备的纳米复合材料有较大的比表面积，良好的电容特性及电化学稳定性，将在能源存储方面有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料及其制备方法。

背景技术

导电聚合物具有比电容高、电子导电性好和内阻小等优点。导电聚合物中PPy因制备方便、电导率高、空气稳定性好以及丰富多变的电化学性能而受到国内外学者的关注，但其也有不足之处，比如难溶解、难熔融、力学性能差等，因此，聚吡咯常与金属或金属氧化物进行复合以改善其机械、电化学性能，这使得聚吡咯复合材料成为研究的热点。而LiFe₅O₈粉体在超级电容器电极材料方面，吸波材料方面应用非常广泛。合成方法也有很多，如：共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法、固相法等。然而通过这些方法制备出来的LiFe₅O₈粉体颗粒度比较小，而且比表面积较小，导电性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料及其制备方法，该设备要求低，工艺简单，且过程条件容易控制，并且制备的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料的比表面积大，导电性良好。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：首先将表面活性剂加入到N,N二甲基甲酰胺中，得到混合溶液A；

步骤2：然后将LiFe₅O₈粉体和PPy纳米管加入到混合溶液A中，超声混合均匀，得到混合溶液B；

步骤3：将混合溶液B通入氮气下加热至75～85℃，然后滴加水合肼和巯基乙酸甲酯的混合物，反应15～45min，水洗、干燥，得到核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料。

本发明进一步的改进在于，步骤1中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮。

本发明进一步的改进在于，步骤1中表面活性剂与N,N二甲基甲酰胺的比为0.01g：(90～110)mL。

本发明进一步的改进在于，步骤2中LiFe₅O₈粉体和PPy纳米管的质量比为0.1：(0.02～0.04)。

本发明进一步的改进在于，步骤2中超声的功率为600W，超声的时间为4～6h。

本发明进一步的改进在于，步骤2中表面活性剂的用量为LiFe₅O₈粉体质量的10％～50％。

本发明进一步的改进在于，步骤3中水合肼和巯基乙酸甲酯的体积比为(12～13):(4.5～5.5)。

一种核壳结构的铁酸锂@PPy超级电容器电极材料。