CN107359054B - 一种复合电极材料、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合电极材料、其制备方法及应用，本发明的方法通过将配位溶解的金属氧化物和/或氢氧化物溶液与碳材料进行混合，通过配体溶液的蒸发，在碳材料表面原位生长金属氧化物和/或金属氢氧化物，即得到本发明的复合电极材料。所述方法操作简单、成本低、绿色环保、无需后处理，为电极材料的工业化大规模生产提供可能。本发明所述方法制备得到的复合电极材料在电能存储方面具有优异的性质。例如利用本发明所述方法制备的5％的负载量氢氧化镍‑活性炭复合电极材料在5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到294F/g，活性物质比容量更是高达4917F/g。

Description

一种复合电极材料、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于储能材料领域，涉及一种复合电极材料、其制备方法及应用，尤其涉及一种金属氧化物和/或金属氢氧化物-碳材料复合电极材料、其制备方法及其在能量储存相关领域的应用。
背景技术
能源是人类存在和发展的物质基础，由于化石燃料的逐渐消耗，人类正面临一场严重的能源危机，因此人们积极地去探索各种新能源技术和能量存储系统，进而使得便携式电子器件、复合电动汽车、大型电网等快速发展，人们对低成本、环境友好、高能量密度、高功率密度的能量存储设备也产生了更加迫切需求。电化学尤其是电化学能源的开发和高能电池技术的发展显得至关重要，而影响电化学能源存储的关键技术就在于电极材料设计和合成。
作为赝电容活性物质的氢氧化镍、氧化镍、氢氧化钴、氧化钴、氢氧化锰和氧化锰等具有较高的理论比容量，且在自然资源广泛、价格低廉、环境友好，其作为电极活性材料被广泛应用于超级电容器、电池等各种储能器件，近年来受到了世界范围的广泛关注。但大部分金属氧化物或氢氧化物的导电能力差、比表面积小等因素使得电极材料不能完全利用，严重制约了电极材料的储能性能、倍率性能和循环性能。
碳材料如活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维等具有较大的比表面积，可以利用双电层进行能量的存储与释放，具有优良的导电性能和循环性能，并且价格非常低廉，但是仅依靠双电层所储存的能量有限。
现有的复合电极材料的制备方法多为水热法、直接沉淀法等，这些方法都采用活性材料的前体，如金属盐，通过沉淀或水热的方法制备活性材料。沉淀法和水热法都涉及到金属氧化物或氢氧化物的尺寸控制，且得到的材料表面暴露程度不高，从而导致其储能性能不够好；另外，加热的方法会导致活性材料尺寸变大，这同样也会导致其储能性能下降。
CN 102826617 B公开了一种球形氢氧化镍材料及其水热制备方法，包括如下步骤：(1)以10：1～3：1的体积比将硝酸镍水溶液与丙三醇搅拌至少3min，所述硝酸镍水溶液中硝酸镍的浓度为0.01～0.4g/L；(2)在步骤(1)得到的混合溶液中加入尿素，室温下通过搅拌混合至少15min；所述尿素的加入量为0.01mol/L～0.5mol/L；将步骤(2)得到的混合溶液置于密闭反应器中，在100℃～210℃反应至少5小时；(4)分离出步骤(3)制备的沉淀，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤5次，干燥，干燥温度为40℃～100℃，干燥时间至少8小时，即得到由分级结构纳米片组装而成的球形氢氧化镍材料。由该方法制备得到的氢氧化镍是由纳米片组装而成的三维球形结构，在电池充放电时，具有较高的比容量和循环寿命，但是，该水热合成法制备过程中，操作繁琐，条件控制苛刻，不利于大规模生产，而且得到的材料的粒度较大、不均匀，使得材料内部活性物质难以完全被利用，储能性能较差。
CN 103112906 B公开了一种α相纳米纤维状氢氧化镍的合成方法，采用常见的溶液沉淀法，将浓度为4mol/L～16mol/L的氯化镍溶液缓慢加热至60℃～100℃，恒定温度10min～90min，按氯化镍：氨水的摩尔比1：2～2.1，均匀加入浓度为10mol/L～14mol/L的氨水，机械搅拌进行沉淀反应在30min～60min内加完，反应温度保持在60℃～100℃，并在此温度下恒温静置陈化50min～70min，降至室温，真空抽滤，蒸馏水冲洗直至滤液的pH为中性，将滤饼在80℃～100℃干燥，研磨成粉。制备得到的氢氧化镍的纯度高，且反应条件温和、工艺简单、易操作，但是得到的纤维状氢氧化镍粒度较大，纤维长度为数十微米，直径为30nm左右，且纤维之间交织成大的微米球，产物的均匀性差，不利于内部活性物质的利用，表现为储能性能较差。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种复合电极材料、其制备方法及应用。本发明提供的方法可以直接将活性材料均匀分布在载体材料表面，降低了活性材料尺寸，增加了活性材料的暴露程度。本发明所提供方法操作简单、成本低、绿色环保、无需后处理，为电极材料的工业化大规模生产提供可能。而且，本发明的复合电极材料在电能存储方面具有优异的性质。例如复合电极材料的储能性能好，容量性能优异，利用本发明所述方法所制备的5％的负载量氢氧化镍-活性炭复合电极材料在5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到293.84F/g，活性物质比容量更是高达4917F/g。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种复合电极材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将配体溶液与金属氧化物和/或金属氢氧化物混合，得到配合物溶液；
(2)将步骤(1)得到的配合物溶液与碳材料混合，使配体溶液挥发，得到复合电极材料。
本发明所述方法通过将金属氧化物和/或金属氢氧化物配位溶解于配体溶液中，得到配合物溶液，然后，将得到的配合物溶液与碳材料进行混合，通过配体溶液的蒸发，在碳材料表面原位生长金属氧化物和/或金属氢氧化物，即得到本发明的复合电极材料。所述方法操作简单、反应条件温和、条件易控、成本低、绿色环保且无需后处理，活性物质均匀地以单层或亚单层的方式铺展在碳材料表面，降低了活性材料尺寸，增加了活性材料的暴露程度，活性物质的利用率高，复合电极材料的储能性能好，容量性能优异，所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料在5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到293.8F/g，活性物质比容量更是高达4917F/g。
以下作为本发明所述方法的优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，步骤(1)所述配体溶液包括氨水、甲胺溶液、三乙胺溶液、三甲胺溶液或乙二胺溶液中的任意一种或至少两种的混合物，但并不仅限于上述列举的配体溶液，其他具有挥发性且可达到相同效果的配体溶液均可用于本发明。
所述配体溶液的混合物典型但非限制性实例有：氨水与甲胺溶液的混合物，氨水和三乙胺溶液的混合物，甲胺溶液和乙二胺溶液的混合物，氨水、三乙胺溶液和三甲胺溶液的混合物等。
优选地，步骤(1)所述配体溶液的质量百分浓度为1％～99.9％，例如可为1％、5％、10％、15％、20％、28％、30％、36％、40％、45％、50％、65％、75％或99.9％等。
优选地，步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物包括氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴、氢氧化钴、氧化钌、氢氧化钌、氧化铱、氢氧化铱、氧化钒、氢氧化钒、氧化铜、氢氧化铜、氧化锌、氢氧化锌、氧化铅或氢氧化铅中的任意一种或至少两种的混合物，所述金属氧化物和/或金属氢氧化物的混合物典型但非限制性实例有：氧化镍和氧化钴的混合物，氧化镍、氧化锰和氧化钴的混合物，氧化钴、氧化锰和氧化钌的混合物，氢氧化镍和氢氧化锰的混合物，氢氧化镍、氢氧化锰和氢氧化钴的混合物，氢氧化镍、氢氧化锰和氢氧化钴的混合等，氧化镍和氢氧化锰的混合，氧化镍、氢氧化镍、氧化钴、氢氧化钴和氢氧化钌的混合物等。
综合考虑赝电容活性好、理论容量高、储量高和价格低廉等因素，步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物优选为氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴或氢氧化钴中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，步骤(1)中的配合物溶液的质量浓度为0.01mg/mL-100mg/mL，例如可为0.01mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、45mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL、90mg/mL或100mg/mL等，优选为0.1mg/mL-10mg/mL。
本发明所述“配合物溶液的质量浓度”指金属氧化物和/或金属氢氧化物的质量除以配体溶液的体积，优选在0.01mg/mL-100mg/mL范围内的原因是：金属氧化物和/或金属氢氧化物浓度过低会造成配体溶液过多浪费，过高则不容易完全配位溶解。
本发明步骤(1)中，金属氧化物和/或金属氢氧化物可以是商用试剂，也可以是化学合成的金属氧化物和/或金属氢氧化物。该金属氧化物和/或氢氧化物的形貌、粒径等无限制要求，其在与配体溶液混合后，发生配位溶解，形成配合物溶液。
优选地，步骤(2)所述碳材料包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或氧化石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物，但并不仅限于上述列举的碳材料，其他可达到相同效果的碳材料均可用于本发明。
所述碳材料的混合物典型但非限制性实例有：活性炭和碳纤维的混合物，石墨烯和碳纳米管的混合物，石墨烯和碳纤维的混合物，活性炭、石墨烯和碳纳米管的混合物等。
优选地，步骤(2)所述使配体溶液挥发的方式包括静置挥发、搅拌挥发、超声挥发、加热挥发、真空挥发、吹扫挥发或冻干挥发中的任意一个步骤或至少两个步骤的组合。
优选地，步骤(2)所述碳材料与步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物的质量比为1:(0.001～5)，例如可为1:0.001、1:0.005、1:0.01、1:0.02、1:0.05、1:0.08、1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.65、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4或1:5等，优选为1:(0.01～0.1)。在此优选范围1:(0.01～0.1)内，可以使活性物质更好地以单层形式覆盖在碳材料表面，既充分利用碳材料的表面，又使活性物质的表面充分暴露而参与有效存储能量的化学反应。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的方法制备得到的复合电极材料，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物以单层或亚单层的形式分布于碳材料的表面。
优选地，复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的负载量为0.01％-99.99％，优选为0.1％-10％。
本发明所述“金属氧化物和/或金属氢氧化物”指：可以是金属氧化物，也可以是金属氢氧化物，还可以是金属氧化物和金属氢氧化物的混合物。
本发明的复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的粒径在纳米级或亚纳米级，这主要是本发明所述的先将金属氧化物和/或金属氢氧化物配位溶解于配体溶液中，再与碳材料混合，最后使配体溶液挥发而在碳材料表面原位生长金属氧化物和/或金属氢氧化物，制备复合电极材料这种特有的方法产生的结果。这种纳米级或亚纳米级的金属氧化物和/或金属氢氧化物以单层或亚单层的形式分散在碳材料表面，活性物质暴露程度高，有利于提供复合电极材料的储能性能。
本发明所述“复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的负载量”为金属氢氧化物和/或金属氢氧化物占复合电极材料总质量的百分数，举例说明：“负载量5％的金属氧化物和/或金属氢氧化物-碳复合电极材料”指该复合电极材料中，金属氧化物和/或金属氢氧化物占复合电极材料总质量的5％。
本发明所述复合电极材料中，金属氧化物和/或金属氢氧化物可均匀地铺展在碳材料的表面，活性物质的利用率高，这种结构有利于活性物质在反应过程中的充分利用，复合电极材料的储能性能好，容量性能优异，所制备的5％的负载量氢氧化镍-活性炭复合电极材料(氢氧化镍占复合电极材料的总质量的5％)在5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到293.8F/g，活性物质比容量更是高达4917F/g。
优选地，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物包括氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴、氢氧化钴、氧化钌、氢氧化钌、氧化铱、氢氧化铱、氧化钒、氢氧化钒、氧化铅或氢氧化铅中的任意一种或至少两种的混合物，所述金属氧化物和/或金属氢氧化物的混合物典型但非限制性实例有：氧化镍和氧化锰的混合物，氧化镍和氧化钴的混合物，氧化钴、氧化锰和氧化钌的混合物，氢氧化镍和氢氧化锰的混合物，氢氧化镍和氢氧化钴的混合物，氢氧化镍、氢氧化锰、氢氧化钴和氢氧化铅的混合等，氧化镍和氢氧化锰的混合，氧化镍、氢氧化镍、氧化钴和氢氧化钌的混合物等。优选为氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴或氢氧化钴中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述复合电极材料的组成中，碳材料包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或氧化石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物，但并不仅限于上述列举的碳材料，其他可达到相同效果的碳材料均可用于本发明。
所述碳材料的混合物典型但非限制性实例有：活性炭和石墨烯的混合物，活性炭和碳纳米管的混合物，活性炭和碳纤维的混合物，活性炭、石墨烯和碳纳米管的混合物等，采用本发明所述方法，在碳材料表面原位生长纳米级或亚纳米级的金属氧化物或氢氧化物，可以结合两种材料各自的优点并降低活性材料的尺寸，增大活性材料的暴露程度，利用两种材料之间的协同促进作用，得到高性能的复合电极材料。
本发明中，当复合电极材料中金属氧化物和/或氢氧化物的负载量为0.1％-10％时，金属氧化物和/或氢氧化物为无定形结构。
本发明中，当复合电极材料中金属氧化物和/或氢氧化物的负载量为10％-99.9％时，金属氧化物和/或氢氧化物既有无定形结构，又有晶体结构。
第三方面，本发明提供如本发明第一方面所述的复合电极材料的用途，所述复合电极材料应用关于能量储存材料和器件，优选应用于超级电容器和电池。
优选地，所述超级电容器可以是对称型超级电容器，还可以是非对称型超级电容器。
优选地，所述电池包括但又不限于锌锰电池、铁锰电池、镍铬电池、镍铁电池、镍锌电池、锌钴电池、镍氢电池和锂离子电池。
在本发明中，如果没有特别地说明，所采用的溶液都是在常规条件下制备的，如室温下将物质溶解在水中配制。
在本发明中，如果没有特别的说明，所采用的装置、仪器、设备、材料、工艺、方法、步骤和制备条件等都是本领域常规采用的或者本领域普通技术人员按照本领域常规采用的技术可以容易获得的。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过将配体溶液与金属氧化物和/或金属氢氧化物混合，配位溶解得到配合物溶液，然后，将配合物溶液与碳材料进行混合，通过配体溶液蒸发，在碳材料表面原位生长纳米级或亚纳米级的金属氧化物和/或金属氢氧化物，得到复合电极材料，所述制备方法具有反应条件温和、成本低、绿色环保、操作简单、条件易控和无需后处理等诸多优点，且复合电极的储能性能优异，为电极材料的工业化大规模生产提供可能。
(2)本发明提供金属氧化物或氢氧化物-碳材料复合电极材料，活性物质在碳材料表面以单层或亚单层的形式均匀地铺展，降低了活性物质的尺寸，增加了活性物质的暴露程度，活性物质的利用率高，复合电极材料具有优良的导电性能，所制备的5％的负载量氢氧化镍-活性炭复合电极材料(氢氧化镍占复合电极材料总质量的5％)在5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到293.8F/g，活性物质比容量更是高达4917F/g。
附图说明
图1为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料的TEM图；
图2a为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料的STEM图，图2b和图2c分别为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料的碳元素和镍元素的元素分布图。
图3为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料在不同扫描速率下的循环伏安图；
图4为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料依据不同扫描速率下的循环伏安图计算得出的不同扫速下的容量图；
图5为实施例1中所制备的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料在不同电流密度下的恒流充放电曲线；
注：所述负载量5％是指：金属氧化物和/或金属氢氧化物-碳材料复合电极材料中金属氧化物和/或氢氧化物占复合电极材料总质量的5％。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
配制1M的氯化镍溶液100mL，配制2M的氢氧化钠溶液100mL，室温搅拌下，将氢氧化钠溶液滴入氯化镍溶液，滴加完成后再搅拌30min，将得到的产物用去离子水离心洗涤三遍，于60℃烘箱中过夜干燥，制得氢氧化镍；
称取0.5g所制备的氢氧化镍，与质量百分浓度为28％的氨水混合，配制成镍氨混合溶液，使得配合物溶液的质量浓度为1mg/mL；
称取95mg活性炭，加入5mL所配制的1mg/mL的镍氨混合溶液，超声10min，然后置于热台60℃加热至氨水完全挥发，得到负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料。
其表征结果和电化学性能测试数据如附图1-5所示。
图1是本实施例制备得到的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料的TEM图，由图可知，氢氧化镍在活性炭表面无明显晶格结构，为无定型结构。
图2是本实施例制备得到的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料的元素分布图，从图中可以看出，氢氧化镍在表面分布均匀，且聚集体的尺寸在3纳米以下。
图3是本实施例制备得到的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料在不同扫描速率下的循环伏安图，由图可知，该材料具有储能电化学活性。
图4是本实施例制备得到的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料进行三电极电化学性能测试，依据不同扫描速率下的循环伏安图计算得出的不同扫速下的容量图，由图可知，5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到293.8F/g，活性物质Ni(OH)2比容量更是高达4917F/g。
图5是本实施例制备得到的负载量为5％的氢氧化镍-活性炭复合电极材料在不同电流密度下的恒流充放电曲线，由图可知，其在2A/g电流密度下，充电时间为9s，放电时间8.7s，可以快速充放电。
实施例2
配制1M的硝酸钴溶液100mL，配制2M的氢氧化钾溶液100mL，室温搅拌下，将氢氧化钾溶液滴入硝酸钴溶液，滴加完成后再搅拌30min，将得到的产物用去离子水离心洗涤三遍，于80℃烘箱中过夜干燥，制得氢氧化钴；
称取0.5g所制备的氢氧化钴，与质量百分浓度为99.9％的乙二胺溶液混合，配制成钴乙二胺配合物溶液，使配合物溶液的质量浓度为0.01mg/mL；
称取99.99mg的碳纳米管，加入1mL所配制的0.01mg/mL的钴乙二胺配合物溶液，，超声10min，然后置于热台100℃加热至乙二胺完全挥发，得到负载量为0.01％的氢氧化钴-碳纳米管复合电极材料。
对本实施例制备得到的负载量为0.01％的氢氧化钴-碳纳米管复合电极材料进行三电极电化学性能测试，结果表明：5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到135F/g，活性物质Co(OH)2比容量更是高达1830F/g。
实施例3
购买商用分析纯的二氧化锰；
称取0.5g二氧化锰，与质量百分浓度为50％的甲胺溶液混合，配制成锰甲胺配合物混合溶液，使配合物溶液的质量浓度为10mg/mL；
称取200mg的石墨烯，加入80mL所配制10mg/mL的锰甲胺配合物混合溶液中，超声10min，然后置于热台60℃加热至甲胺溶液完全挥发，得到负载量为80％的氧化锰-石墨烯复合电极材料。
对本实施例制备得到的负载量为80％的氢氧化锰-石墨烯复合电极材料进行三电极电化学性能测试，结果表明：5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到190F/g，活性物质氢氧化锰的比容量更是高达560F/g。
实施例4
配制1M的硫酸锰溶液100mL，配制2M的氢氧化钠溶液100mL，室温搅拌下，将氢氧化钠溶液滴入硫酸锰溶液，滴加完成后再搅拌30min，用去离子水离心洗涤三遍，于60℃烘箱中干燥2h，制得氢氧化锰；
称取0.5g所制备的氢氧化锰，与质量百分浓度为50％的三乙胺溶液混合，配制成锰三乙胺配合物混合溶液，使配合物溶液的质量浓度为5mg/mL；
称取800mg的碳纤维，加入40mL所配制5mg/mL的锰三乙胺配合物混合溶液中，超声10min，然后置于热台60℃加热至三乙胺溶液完全挥发，得到负载量为20％的氢氧化锰-碳纤维复合电极材料。
对本实施例制备得到的负载量为20％的氢氧化锰-碳纤维复合电极材料进行三电极电化学性能测试，结果表明：5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到220F/g，活性物质Mn(OH)2比容量更是高达680F/g。
实施例5
购买商用分析纯氧化镍；
称取10g氧化镍，与质量浓度为50％的甲胺溶液混合，配合物溶液的质量浓度为20mg/mL；
称取1g的碳纤维和碳纳米管的混合物，加入50mL所配制成的20mg/mL的镍甲胺配合物溶液，，超声30min，然后于100℃加热8h，至甲胺溶液完全挥发，得到负载量为50％的氧化镍-碳纤维-碳纳米管复合电极材料。
对本实施例制备得到的负载量为50％的氢氧化镍-碳纤维-碳纳米管复合电极材料进行三电极电化学性能测试，结果表明：5mV/s扫速下，全电极质量比容量达到1126F/g，活性物质Ni(OH)2比容量更是高达1920F/g。
应该注意到并理解，在不脱离权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (23)

1.一种复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将配体溶液与金属氧化物和/或金属氢氧化物混合，得到配合物溶液；
(2)将步骤(1)得到的配合物溶液与碳材料混合，使配体溶液挥发，在碳材料表面原位生长金属氧化物和/或金属氢氧化物，使得金属氧化物和/或金属氢氧化物均匀地以单层或亚单层的方式铺展在碳材料表面，得到复合电极材料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述配体溶液包括氨水、甲胺溶液、三乙胺溶液、三甲胺溶液或乙二胺溶液中的任意一种或至少两种的混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述配体溶液的质量百分浓度为1％～99.9％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物包括氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴、氢氧化钴、氧化钌、氢氧化钌、氧化铱、氢氧化铱、氧化钒、氢氧化钒、氧化铜、氢氧化铜、氧化锌、氢氧化锌、氧化铅或氢氧化铅中的任意一种或至少两种的混合物。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物为氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴或氢氧化钴中的任意一种或至少两种的混合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述配合物溶液的质量浓度为0.01-100mg/mL。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述配合物溶液的质量浓度为0.1-10mg/mL。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碳材料包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或氧化石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述使配体溶液挥发的方式包括静置挥发、搅拌挥发、超声挥发、加热挥发、真空挥发、吹扫挥发或冻干挥发中的任意一个步骤或至少两个步骤的组合。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碳材料与步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物质量比为1:(0.001～5)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碳材料与步骤(1)所述金属氧化物和/或金属氢氧化物质量比为1:(0.01～0.1)。
12.如权利要求1-11任一项所述方法制备得到的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物均匀地以单层或亚单层的形式分布于碳材料的表面。
13.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的负载量为0.01％-99.99％。
14.根据权利要求13所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的负载量为0.1％-10％。
15.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物的粒径在纳米级或微纳米级。
16.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，金属氧化物和/或金属氢氧化物包括氧化镍、氢氧化镍、氧化锰、氢氧化锰、氧化钴、氢氧化钴、氧化钌、氢氧化钌、氧化铱、氢氧化铱、氧化钒、氢氧化钒、氧化铅或氢氧化铅中的任意一种或至少两种的混合物。
17.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的组成中，碳材料包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或氧化石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物。
18.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，当复合电极材料中金属氧化物和/或氢氧化物的负载量为0.1％-10％时，金属氧化物和/或氢氧化物为无定形结构。
19.根据权利要求12所述的复合电极材料，其特征在于，当复合电极材料中金属氧化物和/或氢氧化物的负载量为10％-99.9％时，金属氧化物和/或氢氧化物既有无定形结构，又有晶体结构。
20.一种如权利要求12所述的复合电极材料的应用，其特征在于，所述复合电极材料应用于能量储存材料和器件。
21.根据权利要求20所述的复合电极材料的应用，其特征在于，所述复合电极材料应用于超级电容器和电池。
22.根据权利要求21所述的复合电极材料的应用，其特征在于，所述超级电容器包括对称型超级电容器和非对称型超级电容器。
23.根据权利要求21所述的复合电极材料的应用，其特征在于，所述电池包括锌锰电池、铁锰电池、镍铬电池、镍铁电池、镍锌电池、锌钴电池、镍氢电池和锂离子电池。
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