[发明专利]一种V2

说明书

本发明涉及超级电容器技术领域，且公开了一种V₂O₃‑多孔碳纳米纤维超级电容器电极材料，包括以下配方原料及组分：纳米V₂O₃‑g‑C₃N₄复合材料、苯酚、甲醛、5‑巯基‑1‑甲基四唑、表面活性剂。该一种V₂O₃‑多孔碳纳米纤维超级电容器电极材料，纳米V₂O₃空心微球具有超过的比表面积，可以暴露更多的电化学活性位点，纳米V₂O₃空心微球均匀分散和负载到g‑C₃N₄纳米线的表面，有效抑制了V₂O₃的团聚和结块，以5‑巯基‑1‑甲基四唑为氮源和硫源，得到氮硫共掺杂多孔碳包覆V₂O₃‑g‑C₃N₄复合材料，在氮、硫元素的掺杂改性下，碳材料具有发达的介孔和孔隙结构，以及优异的导电性能，V₂O₃‑g‑C₃N₄复合材料均匀分散在碳纳米纤维的内层孔隙结构中，为V₂O₃在充放电过程中的体积膨胀提供了弹性缓冲。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体为一种V₂O₃-多孔碳纳米纤维超级电容器电极材料及其制法。

背景技术

化石能源是人类生产生活中消耗的最主要能源，但是化石能源是不可再生能源，大量燃烧化石燃料带来的能源危机问题和环境污染问题日益严峻，因此开发清洁高效的可再生能源和新型高效的能源系统装置迫在眉睫，超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置，同时具有电容器快速充放电的特性和电池的储能特性，与蓄电池和传统物理电容器相比，超级电容器具有功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、绿色环保等优点。

目前超级电容器电极材料主要有纳米碳纤维、碳气凝胶、纳米碳管等碳材料类电极材料；钌氧化物、钴氧化物等金属氧化物电极材料、聚吡咯、聚噻吩等导电聚合物电极材料，其中钒氧化物如V₂O₅、V₂O₃资源丰富、价格低廉，具有较高的理论比容量，是一种极具潜力超级电容器的基材料，但是目前V₂O₃电极材料的导电性能和倍率性能较差，并且在充放电过程中，会发生明显的体积膨胀现象，导致电极材料基体损耗甚至分解降低了电极材料的电化学循环稳定性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种V₂O₃-多孔碳纳米纤维超级电容器电极材料及其制法，解决了V₂O₃电极材料的导电性能和倍率性能较差的问题，同时解决了V₂O₃电极材料在充放电过程中，会发的体积膨胀现象。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种V₂O₃-多孔碳纳米纤维超级电容器电极材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：20-37份纳米V₂O₃-g-C₃N₄复合材料、23-28份苯酚、16-20份甲醛、4-6份5-巯基-1-甲基四唑、 20-26份表面活性剂。

优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。