[发明专利]镍钴氢氧化物复合材料及其制备方法和超级电容器

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种镍钴氢氧化物复合材料及其制备方法和超级电容器。该镍钴氢氧化物复合材料的制备方法包括如下步骤：提供第一镍材料和第二镍材料；其中，所述第一镍材料为泡沫镍；配制含有钴盐、镍盐和沉淀剂的电解液；将所述第一镍材料和所述第二镍材料置于所述电解液中，以所述第一镍材料为阴极、所述第二镍材料为阳极，微波水热条件下进行电沉积处理，在所述第一镍材料表面生长所述镍钴氢氧化物复合材料。该制备方法反应条件精准、稳定，制备的镍钴氢氧化物复合材料表面形貌均匀、结构丰富，用作电极材料具有很好的比电容和循环性能，因此在超级电容器中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种镍钴氢氧化物复合材料及其制备方法和超级电容器。

背景技术

超级电容器是一种新型储能装置，它具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛，但因受电极材料导电性的限制，其可逆电化学氧化还原反应仅仅发生在电极材料的表面，这极大降低了超级电极材料的利用率，并且也会导致超级电容器电极材料的循环寿命降低、比容量低。

近年来，异质结复合材料已在光催化和太阳能电池中得到了广泛的研究。由于异质结的构建，实现了两种不同材料的优势互补和协同效应。受此启发，研究人员还试图通过在电极材料内部构建丰富的异质结来改善电极材料的综合性能，并成功地制备了一系列异质结。其中，用于超级电容器的异质结复合材料Co(OH)₂/Ni(OH)₂中，Co(OH)₂具有相似晶体结构的Ni(OH)₂，两者离子导电性很好，Co(OH)₂具有理想的电子导电性，但层状晶体结构之间的阴离子很容易逃逸，特别是在碱性水环境中，导致Co(OH)₂晶体结构不稳定。而Co(OH)₂/Ni(OH)₂异质结可以实现它们的优势互补，进一步提高电极材料的利用率。此外，它们的变形应力可以达到协同效应，可以提高结构的稳定性。

镍钴氢氧化物复合物可以用做超级电容器电极材料，目前制备镍钴氢氧复合物超级电容器电极材料的技术主要有水热法和电沉积法。水热法是将具有一定电阻率的导电材料置于含有待沉积涂层获得薄膜组成离子的溶液中，然后电加热。电沉积法是利用电化学反应使活性物质沉积于集流体表面。但是，上述制备方法得到的镍钴氢氧化物复合物的电化学性能还不够理想。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍钴氢氧化物复合材料及其制备方法和超级电容器，旨在解决如何提高镍钴氢氧化物复合材料的电化学性能的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种镍钴氢氧化物复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供第一镍材料和第二镍材料；其中，所述第一镍材料为泡沫镍；

配制含有钴盐、镍盐和沉淀剂的电解液；

将所述第一镍材料和所述第二镍材料置于所述电解液中，以所述第一镍材料为阴极、所述第二镍材料为阳极，微波水热条件下进行电沉积处理，在所述第一镍材料表面生长所述镍钴氢氧化物复合材料。

本发明提供的镍钴氢氧化物复合材料的制备方法是一种在泡沫镍表面原位生成镍钴双金属氢氧化物复合材料的方法，该制备方法以泡沫镍形式的第一镍材料为阴极，以第二镍材料为阳极，将其置于电解液中在微波水热条件下进行电沉积处理，微波水热过程中沉淀剂水解产生氢氧根离子，可以与电解液中的钴离子和镍离子结合，而后的电沉积过程中可以在泡沫镍表面原位生成氢氧化钴和氢氧化镍复合组成的镍钴氢氧化物复合材料纳米片层；该制备方法反应条件精准、稳定，制备的镍钴氢氧化物复合材料表面形貌均匀、结构丰富，用作电极材料具有很好的比电容和循环性能，因此在超级电容器中具有很好的应用前景。