CN105374579A - 一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 - Google Patents
一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105374579A CN105374579A CN201510844471.5A CN201510844471A CN105374579A CN 105374579 A CN105374579 A CN 105374579A CN 201510844471 A CN201510844471 A CN 201510844471A CN 105374579 A CN105374579 A CN 105374579A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel foam
- cobalt
- electrode material
- preparation
- micron sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 132
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- CHZUADMGGDUUEF-UHFFFAOYSA-N [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Co+2] Chemical compound [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Co+2] CHZUADMGGDUUEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 27
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 52
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 45
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 38
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 21
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 7
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 claims description 6
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 description 1
- 238000002389 environmental scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004758 underpotential deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/46—Metal oxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明属无机非金属材料制备领域，尤其涉及一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料制备方法，将洁净的泡沫镍浸入到草酸水溶液中,在室温并且搅拌的条件下，向上述溶液中滴加可溶性钴盐和可溶性锰盐的混合水溶液。搅拌反应直到泡沫镍表面上生长出微米结构前驱体，取出泡沫镍，依次清洗、干燥和煅烧后即得锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。本发明工艺简便易行、产品纯度高、制备成本低，锰酸钴微米片的厚度在200~300？nm之间，长度在5~8μm左右，宽度在1~2μm左右，纳米孔道的尺寸在10~20？nm左右，且产品的均一性、分散性都很好，易于应用于实际大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于无机非金属材料的制备技术领域，具体地说是涉及一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法。
背景技术
超级电容器电极材料的优劣是影响其功率性能的重要因素。金属氧化物也是一类较有潜力的超级电容器电极材料。金属氧化物电容器的电容主要由赝电容提供,金属氧化物的赝电容是在电极表面或体相中的二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸咐、脱附或氧化还原反应产生的和电极充电位有关的电容。
人们对金属氧化物作为超级电容器电极材料做了较多研究，也取得了很大进展。目前的研究主要集中在简单的二元过渡金属氧化物，三元过渡金属氧化物通常包含两种不同的金属离子，由于在多种能源相关领域均具有潜在的应用而受到越来越多的关注。其中锰酸钴作为超级电容器电极材料是很有潜力。由于其导电性差而限制了其应用，如何提高其导电性成为了电极材料研究领域的重点内容。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单，制备成本低，目的产物收率高，产品纯度高，具有较好电化学性能的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明是这样实现的。
一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，系将洁净的泡沫镍浸入到草酸水溶液中,在室温并且搅拌的条件下，向上述溶液滴加可溶性钴盐和可溶性锰盐的混合水溶液；搅拌反应直到泡沫镍表面上生长出微米结构前驱体，取出泡沫镍，依次清洗、干燥和煅烧后即得目的产物。
作为一种优选方案，本发明所述草酸水溶液的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L；所述室温在20～30℃；所述搅拌速度在100～150转/分钟；所述滴加溶液的速度为60～180滴/分钟；所述搅拌反应时间为10～30分钟。
作为另一种优选方案，本发明所述可溶性钴盐为硝酸钴或氯化钴的一种或其混合物，其摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；所述可溶性锰盐为硝酸锰或氯化锰的一种或其混合物，其摩尔浓度为0.1～1mol/L；钴盐和锰盐的摩尔比保持为1:2；钴盐和草酸的摩尔比为1:6～60。
进一步地，本发明所述干燥时间为1～3小时，干燥温度为60～120℃，升温速率为2～10℃/分钟。更进一步地，本发明所述可溶性锰盐的摩尔浓度均为0.01～2.0mol/L。
更进一步地，本发明所述煅烧时间为2～5小时，煅烧温度为300～450℃，升温速率为2～20℃/分钟。
1.本发明采用在导电基底表面原位生长金属氧化物电极材料，可有效提高活性物质利用率高、增大活性表面、提高材料的扩散传质性能。利用共沉淀-煅烧两步法，成功的制备了锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。由于纳米级别的多孔道结构的存在，使得材料具有较大的比表面积和丰富的空隙，这些结构有利于电解质的浸润和电子的传输。这种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极表现出优异的电化学性质，是一种非常有潜力的超级电容电极材料。这种优异的性质与锰酸钴多孔微米片/泡沫镍这一新颖的结构有密切的关系。
与现有技术相比，本发明具有如下特点。
（1）本发明工艺路线简单，制备成本低，操作容易控制，具有较高的生产效率，通过对合成条件的有效控制，合成的锰酸钴具有多孔的纳米线阵列结构，增加了赝电容反应的有效活性位。锰酸钴牢固的生长在高导电性的泡沫镍金属表面，提高了活性材料的导电性能。
（2）本发明制备目的产物锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料，其纯度高（99.90％～99.98％），杂质含量低，分散性好（通过SEM图可以看出）。锰酸钴微米片的厚度在200~300nm之间，长度在5~8μm左右，宽度在1~2μm左右，纳米孔道的尺寸在10~20nm左右。
（3）锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料，可以直接作为超级电容器电极，其比电容高，循环性能好，这种优异的性能与锰酸钴多孔结构有密切的关系。可满足工业应用领域对锰酸钴多孔结构电极材料产品的要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的X射线衍射花样图。
图2为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的EDX谱图。
图3为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
图4为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
图5为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
图6为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
图7为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
图8为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的SEM形貌图。
具体实施方式
将洁净的泡沫镍浸入到草酸水溶液中,在室温并且搅拌的条件下，向上述溶液滴加可溶性钴盐和可溶性锰盐的混合水溶液。搅拌反应直到泡沫镍表面上生长出微米结构前驱体，取出泡沫镍。依次清洗、干燥（干燥时间为1～3小时，温度为60～120℃，升温速率为2～10℃/分钟）。煅烧冷却后即得目的产物（煅烧时间为2～5小时，温度为300～450℃，升温速率为2～20℃/分钟）。
其制备步骤是。
（1）将洁净的泡沫镍浸入到草酸水溶液中。
（2）在室温并且搅拌的条件下，向上述溶液中滴加可溶性钴盐和可溶性锰盐的混合水溶液。
（3）搅拌反应直到泡沫镍表面上生长出微米结构前驱体，取出泡沫镍，洗涤后放入烘箱中，程序升温速率为2～10℃/分钟,在60～120℃条件下，干燥1～3小时。
（4）上述干燥过后，将所得到的产品直接在马弗炉中煅烧，马弗炉中程序升温的升温速率范围在2～20℃/min。煅烧时间为2～5小时，煅烧温度为300～450℃。自然冷却后即制得锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
图1为本发明所制备的锰酸钴多孔纳米线的X射线衍射花样图（样品从泡沫镍表面刮下来测量）。
图2为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的EDX谱图。其结果是，所得产品锰酸钴多孔结构电极材料由锰、钴和氧三种元素组成。
参见图3～8所示，为本发明所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的扫描电镜（SEM）图，其结果是，所得产品锰酸钴多孔结构电极材料是片状形貌，并且均匀的生长在导电性高的泡沫镍表面。锰酸钴微米片的厚度在200~300nm之间，长度在5~8μm左右，宽度在1~2μm左右，纳米孔道的尺寸在10~20nm左右。产品的分散性和均一性都很好。
实施例1。
将洁净的泡沫镍浸入到1.5mol/L的草酸水溶液中,在温度为25℃，搅拌速度为100转/分钟的条件下，向草酸水溶液中滴加硝酸钴和硝酸锰的混合水溶液，其中硝酸钴摩尔浓度为0.25mol/L，其中硝酸锰摩尔浓度为0.5mol/L，滴加速度为120滴/分钟，最终硝酸钴和草酸的摩尔比为1:10。搅拌反应时间为15分钟。反应结束后，将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中，程序升温速率5℃/分钟，在100℃条件下干燥2小时。然后放在马弗炉中煅烧，煅烧时间为2.5小时，煅烧温度为350℃，升温速率为10℃/分钟。自然冷却后即得到锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
以质量百分含量计，产品纯度不低于99.96%，杂质含量：碳小于0.02%；氮小于0.02%。以所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极。在三电极体系下测试恒流充放电性能，电流密度为5A/g时，其比电容值高达614F/g。循环3000次后比电容值仅衰减了3.6%。
实施例2。
将洁净的泡沫镍浸入到1.0mol/L的草酸水溶液中,在温度为25℃，搅拌速度为150转/分钟的条件下，向草酸水溶液中滴加硝酸钴和硝酸锰的混合水溶液，其中硝酸钴摩尔浓度为0.5mol/L，其中硝酸锰摩尔浓度为1.0mol/L，滴加速度为180滴/分钟，最终硝酸钴和草酸的摩尔比为1:30。搅拌反应时间为30分钟。反应结束后，将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中，程序升温速率5℃/分钟，在100℃条件下干燥2小时。然后放在马弗炉中煅烧，煅烧时间为2.5小时，煅烧温度为350℃，升温速率为10℃/分钟。自然冷却后即得到锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
以质量百分含量计，产品纯度不低于99.96%，杂质含量：碳小于0.02%；氮小于0.02%。以所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极。在三电极体系下测试恒流充放电性能，电流密度为5A/g时，其比电容值高达646F/g。循环3000次后比电容值仅衰减了3.5%。
实施例3。
将洁净的泡沫镍浸入到0.1mol/L的草酸水溶液中,在温度为25℃，搅拌速度为150转/分钟的条件下，向草酸水溶液中滴加硝酸钴和硝酸锰的混合水溶液，其中硝酸钴摩尔浓度为0.5mol/L，其中硝酸锰摩尔浓度为1.0mol/L，滴加速度为180滴/分钟，最终硝酸钴和草酸的摩尔比为1:6。搅拌反应时间为30分钟。反应结束后，将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中，程序升温速率5℃/分钟，在100℃条件下干燥2小时。然后放在马弗炉中煅烧，煅烧时间为2.5小时，煅烧温度为350℃，升温速率为10℃/分钟。自然冷却后即得到锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
以质量百分含量计，产品纯度不低于99.95%，杂质含量：碳小于0.03%；氮小于0.02%。以所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极。在三电极体系下测试恒流充放电性能，电流密度为5A/g时，其比电容值高达681F/g。循环3000次后比电容值仅衰减了3.5%。
实施例4。
将洁净的泡沫镍浸入到1.0mol/L的草酸水溶液中,在温度为25℃，搅拌速度为150转/分钟的条件下，向草酸水溶液中滴加氯化钴和氯化锰的混合水溶液，其中氯化钴摩尔浓度为0.5mol/L，其中氯化锰摩尔浓度为1.0mol/L，滴加速度为120滴/分钟，最终氯化钴和草酸的摩尔比为1:30。搅拌反应时间为20分钟。反应结束后，将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中，程序升温速率5℃/分钟，在100℃条件下干燥2小时。然后放在马弗炉中煅烧，煅烧时间为2.5小时，煅烧温度为350℃，升温速率为10℃/分钟。自然冷却后即得到锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
以质量百分含量计，产品纯度不低于99.96%，杂质含量：碳小于0.02%；氯小于0.02%。以所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极。在三电极体系下测试恒流充放电性能，电流密度为5A/g时，其比电容值高达576F/g。循环3000次后比电容值仅衰减了3.7%。
实施例5。
将洁净的泡沫镍浸入到0.5mol/L的草酸水溶液中,在温度为25℃，搅拌速度为100转/分钟的条件下，向草酸水溶液中滴加氯化钴和氯化锰的混合水溶液，其中氯化钴摩尔浓度为0.25mol/L，其中氯化锰摩尔浓度为0.5mol/L，滴加速度为120滴/分钟，最终氯化钴和草酸的摩尔比为1:60。搅拌反应时间为30分钟。反应结束后，将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中，程序升温速率5℃/分钟，在100℃条件下干燥2小时。然后放在马弗炉中煅烧，煅烧时间为2.5小时，煅烧温度为350℃，升温速率为10℃/分钟。自然冷却后即得到锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料。
以质量百分含量计，产品纯度不低于99.95%，杂质含量：碳小于0.02%；氯小于0.03%。以所制备的锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极。在三电极体系下测试恒流充放电性能，电流密度为5A/g时，其比电容值高达554F/g。循环3000次后比电容值仅衰减了3.6%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到草酸水溶液中,在室温并且搅拌的条件下，向上述溶液滴加可溶性钴盐和可溶性锰盐的混合水溶液；搅拌反应直到泡沫镍表面上生长出微米结构前驱体，取出泡沫镍，依次清洗、干燥和煅烧后即得目的产物。
2.根据权利要求1所述的一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述草酸水溶液的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L；所述室温在20～30℃；所述搅拌速度在100～150转/分钟；所述滴加溶液的速度为60～180滴/分钟；所述搅拌反应时间为10～30分钟。
3.根据权利要求2所述的一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述可溶性钴盐为硝酸钴或氯化钴的一种或其混合物，其摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；所述可溶性锰盐为硝酸锰或氯化锰的一种或其混合物，其摩尔浓度为0.1～1mol/L；钴盐和锰盐的摩尔比为1:2；钴盐和草酸的摩尔比为1:6～60。
4.根据权利要求3所述的一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述干燥时间为1～3小时，干燥温度为60～120℃，升温速率为2～10℃/分钟。
5.根据权利要求4所述的一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述煅烧时间为2～5小时，煅烧温度为300～450℃，升温速率为2～20℃/分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510844471.5A CN105374579A (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510844471.5A CN105374579A (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105374579A true CN105374579A (zh) | 2016-03-02 |
Family
ID=55376679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510844471.5A Pending CN105374579A (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种锰酸钴多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105374579A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114093679A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 华中师范大学 | 一种大尺寸泡沫镍上原位生长的β-Ni(OH)2纳米片阵列电极材料及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101908628A (zh) * | 2010-08-18 | 2010-12-08 | 天津久聚能源科技发展有限公司 | 过渡金属复合氧化物催化材料及其微波制备方法 |
| CN102945758A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-27 | 上海大学 | 铁元素掺杂二氧化锰超级电容器用电极材料的制备方法 |
| CN103474254A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 哈尔滨工程大学 | 含有MnCo2O4.5的超级电容器电极材料的制备方法 |
-
2015
- 2015-11-27 CN CN201510844471.5A patent/CN105374579A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101908628A (zh) * | 2010-08-18 | 2010-12-08 | 天津久聚能源科技发展有限公司 | 过渡金属复合氧化物催化材料及其微波制备方法 |
| CN102945758A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-27 | 上海大学 | 铁元素掺杂二氧化锰超级电容器用电极材料的制备方法 |
| CN103474254A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 哈尔滨工程大学 | 含有MnCo2O4.5的超级电容器电极材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| FU YUNYUN等: ""Spinel CoMn2O4 nanosheet arrays grown on nickel foam for high-performance supercapacitor electrode"", 《APPLIED SURFACE SCIENCE》 * |
| 吴烨钦: ""微纳钴酸盐材料的控制合成与电化学性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文 全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114093679A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 华中师范大学 | 一种大尺寸泡沫镍上原位生长的β-Ni(OH)2纳米片阵列电极材料及其应用 |
| CN114093679B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-09-22 | 华中师范大学 | 一种大尺寸泡沫镍上原位生长的β-Ni(OH)2纳米片阵列电极材料及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108840370B (zh) | 一种过渡金属氧化物/氮掺杂有序介孔碳复合材料及其制备方法 | |
| Zhong et al. | Co3O4/Ni (OH) 2 composite mesoporous nanosheet networks as a promising electrode for supercapacitor applications | |
| CN105720251B (zh) | 一种钠离子电池硫化锑基复合材料及其制备方法 | |
| CN105244191A (zh) | 一种钴酸锰多孔纳米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法 | |
| CN108520945B (zh) | 纳米管阵列/碳布复合材料、柔性电极、锂离子电池及其制备方法 | |
| CN105244192A (zh) | 一种钴酸镁多孔纳米线阵列/泡沫镍复合电极材料的制备方法 | |
| CN103956483B (zh) | 钴酸锌/氧化镍核壳纳米线阵列的制备方法和应用 | |
| CN106229503B (zh) | 一种氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池 | |
| CN106025210A (zh) | 一种硒化钼/石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法 | |
| CN107176598A (zh) | 一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105632790B (zh) | 一种MnO2纳米阵列超级电容器电极材料及其制备方法 | |
| CN105336503B (zh) | 一种钴酸铜多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法 | |
| CN111634954B (zh) | 铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物及其制备与应用 | |
| CN107481865B (zh) | 一种基于gqd/氢氧化钴复合材料的全固态柔性微型超级电容器 | |
| CN103400703A (zh) | 自支撑碳纳米管膜-赝电容复合材料 | |
| CN107394178A (zh) | 一种钠离子电池负极用碳酸钴/石墨烯复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110683588A (zh) | 一种自支撑CoMoS4超级电容器电极材料及制备方法和应用 | |
| CN107275100B (zh) | 一种超级电容器及其制备方法 | |
| CN105271438A (zh) | 一种双海胆形貌的钴酸镁多孔结构电极材料的制备方法 | |
| CN105161319B (zh) | 二氧化钛纳米管阵列负载镍钴氧化物电极材料的制备方法 | |
| CN109494352A (zh) | 一种用于锂离子电池的阳离子复合掺杂三元正极材料及其制备方法 | |
| CN104716316A (zh) | 一种石墨烯包覆的锰基固溶体正极材料的制备方法 | |
| CN105470002A (zh) | 一种钴酸镍多孔微米带/泡沫镍复合电极材料的制备方法 | |
| CN106602080B (zh) | 一种基于十六烷基三甲基溴化铵为碳材料造孔剂的三维多孔Fe-N-C催化剂及制备方法 | |
| CN109216038A (zh) | 一种储能器件用柔性自支撑三元金属硫化物/碳泡沫复合电极材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160302 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |