[发明专利]Ni/NiO/C复合材料的制备方法、以及超级电容器

说明书

本发明公开了一种Ni/NiO/C复合材料的制备方法、以及超级电容器，Ni/NiO/C复合材料的制备方法包括以下步骤：将生物质原料制成生物质粉体；将生物质粉体浸入镍离子溶液中，使生物质粉体吸附镍离子，然后将吸附有镍离子的生物质粉体干燥；将干燥后的生物质粉体与无机盐均匀混合，得到混合物；将混合物在N₂氛围下加热至T1使混合物中的无机盐熔化，保温1～2h，再加热至500～650℃，保温5～30min，冷却至室温，得到产物A；将产物A用60～100℃水洗，再酸洗、水洗、干燥，得到Ni/NiO/C复合材料。本发明制备得到的Ni/NiO/C复合材料导电性好，将其作为超级电容器的电极材料，缓解了NiO充放电过程中体积变化所带来的稳定性的问题，提升了超级电容器的电化学性能，且循环稳定性较好，循环寿命长。

技术领域

本发明涉及超级电容器电极材料技术领域，特别涉及一种Ni/NiO/C复合材料的制备方法、以及超级电容器。

背景技术

随着大量的可携带式设备，如手提电脑、手机、随声听等，在日常生活中的普及。人们对便携式电池的性能的要求越来越高。超级电容器作为一种可以储能或释放能量的储能装置，因其能量密度和功率大、可逆性好、对环境无污染、充放电速度快、循环寿命长等特点，越来越受到人们的关注。对于超级电容器而言，电极材料的优劣是决定超级电容器性能的一个关键性因素。

目前，常见的超级电容器电极材料为过渡金属氧化物材料，而过渡金属氧化物为赝电容电极材料，其导电性能较弱，使电子的传导受到影响，从而影响电极的电化学性能；并且在充放电过程中，氧化还原反应会导致材料收缩和膨胀，因此赝电容超级电容器的循环稳定性较差、循环寿命较短。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种Ni/NiO/C复合材料的制备方法、以及超级电容器，旨在解决过渡金属氧化物材料的导电性较弱以及充放电过程中材料形变的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种Ni/NiO/C复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将生物质原料制成生物质粉体；

将所述生物质粉体浸入镍离子溶液中，使所述生物质粉体吸附镍离子，然后将吸附有镍离子的所述生物质粉体干燥；

将干燥后的所述生物质粉体与无机盐均匀混合，得到混合物；

将所述混合物在N₂氛围下加热至T1使所述混合物中的无机盐熔化，保温1～2h，再加热至500～650℃，保温5～30min，冷却至室温，得到产物A；

将所述产物A用60～100℃水洗，再酸洗、水洗、干燥，得到Ni/NiO/C复合材料。

可选地，所述生物质原料包括玉米芯、花生壳、秸秆、树叶和莲蓬壳中的任意一种。

可选地，将所述生物质粉体浸入镍离子溶液中，使所述生物质粉体吸附镍离子，然后将吸附有镍离子的所述生物质粉体干燥的步骤中：

所述生物质粉体的质量与所述镍离子溶液的体积之比为1g:(7～12)ml。

可选地，将所述生物质粉体浸入镍离子溶液中，使所述生物质粉体吸附镍离子，然后将吸附有镍离子的所述生物质粉体干燥的步骤中：

所述镍离子溶液的溶质包括氯化镍、醋酸镍、硫酸镍、硝酸镍中的任意一种，所述镍离子溶液的溶剂包括水和乙醇中的任意一种。

可选地，将所述生物质粉体浸入镍离子溶液中，使所述生物质粉体吸附镍离子，然后将吸附有镍离子的所述生物质粉体干燥的步骤中：

所述镍离子溶液中，镍离子的摩尔浓度为0.10～0.26mol/L。

可选地，将干燥后的所述生物质粉体与无机盐均匀混合，得到混合物的步骤中：