CN110400705B - 一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，A)将表面活性剂、助表面活性剂和水混合均匀，制成微乳液，所述表面活性剂为曲拉通X‑100，所述助表面活性剂为正丁醇和正庚烷；B)将镍盐、钴盐分别溶于去离子水中，制备钴离子水溶液和镍离子水溶液，所述钴离子水溶液中钴盐的浓度为0.05mol/L~0.5mol/L，所述镍离子水溶液中镍盐的浓度为0.1mol/L~1.5mol/L；C)将络合剂溶于去离子水中，制备络合剂水溶液。本发明使用价格低廉的草酸酯类，不仅简单易行，适用范围广，而且制备的草酸镍钴固溶体纳米材料做为超级电容器正极材料具有较高的比电容及循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电容器制备技术领域，尤其是一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法。
背景技术
超级电容器又叫双电层电容器、电化学电容器，它是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，是一种高效、实用、环保的能量存储装置，被认为是21世纪最有前途的储能元件。超级电容器的高比容量、高功率密度、高倍率性能以及长循环寿命等优点，受到人们的广泛关注，其在各种移动电子设备和轻便灵活的能量储存装置中，具有广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益。
目前超级电容器正极材料常见的为过渡金属氧化物、氢氧化物、硫化物、磷化物，磷酸盐等，而合成这些电容器正极材料的方法一般为水热、煅烧、共沉淀等。由于这些这些方法合成过程较为复杂，水热、煅烧不仅消耗大量的能量，耗时长，而且加热过程存在一定危险。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，该方法使用价格低廉的草酸酯类，不仅简单易行，适用范围广，而且制备的草酸镍钴固溶体做为超级电容器正极材料具有较高的比电容及循环稳定性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，制备方法包括以下步骤：
A)将表面活性剂、助表面活性剂和水混合均匀，制成微乳液，所述表面活性剂为曲拉通X-100，所述助表面活性剂为正丁醇和正庚烷；
B)将镍盐、钴盐分别溶于去离子水中，制备钴离子水溶液和镍离子水溶液，所述钴离子水溶液中钴盐的浓度为0.05mol/L～0.5mol/L，所述镍离子水溶液中镍盐的浓度为0.1mol/L～1.5mol/L；
C)将络合剂溶于去离子水中，制备络合剂水溶液，络合剂水溶液中络合剂的浓度为0.6mol/L～6mol/L；
D)取步骤C)中的体积二等份络合剂水溶液，取步骤B)中体积相同的钴离子水溶液和镍离子水溶液，分别与所取的络合剂水溶液混合搅拌，得到体积相同的络合镍离子水溶液与络合钴离子水溶液；
E)将步骤D)中络合镍离子水溶液和络合钴离子水溶液分别与步骤A)中体积相同的两等份微乳液混合搅拌，得到体积相同的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液；
F)将步骤E)中的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液静置分层，取油相镍离子微乳液和油相钴离子微乳液混合搅拌均匀制成镍钴混合溶液备用；
G)将草酸酯类加入步骤F)中的镍钴混合溶液，在一定搅拌温度下混合搅拌均匀制成草酸镍钴混合溶液；
H)将步骤G)中草酸镍钴混合溶液在恒定的干燥温度下进行干燥、研磨得到草酸镍钴固溶体纳米材料。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤A)中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为1～3:40～50:1～3:0.5～3。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤B)中所用的镍盐为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍中任意一种，所用的钴盐为氯化钴、硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴中任意一种。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤C)中所用的络合剂为硫氰酸铵。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤D)中搅拌时间为30min～60min，搅拌速度为300r/min～600r/min，步骤E)中搅拌时间为30min～60min，搅拌速度为300r/min～600r/min，步骤F)中搅拌时间为30min～60min，搅拌速度为300r/min～600r/min。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤G)中的草酸酯类包括草酸二甲酯、草酸单乙酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯、草酸乙二酯中的任意一种。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤G)中的反应温度为40℃～80℃，反应时间8h～24h，步骤H)中的干燥温度为50～100℃。
本发明的技术方案的进一步改进在于：步骤H)中得到的草酸镍钴固溶体纳米材料中镍离子与钴离子的摩尔比为x:y，其中0<x<1，0<y<1，x+y＝1。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，使用价格低廉的草酸酯类，不仅简单易行，适用范围广，而且制备的草酸镍钴固溶体纳米材料做为超级电容器正极材料具有较高的比电容及循环稳定性。
由于草酸酯类多，并且草酸来源广泛，合成条件较为温和，时间周期短，能够有效的降低生产成本，同时，本发明操作简单，环境友好。
附图说明
图1中的(a)是本发明实施例1制备产物的充放电曲线图，图1中的(b)是本发明实施例1制备产物的循环稳定性图；
图2中的(a)是本发明实施例2制备产物的充放电曲线图，图2中的(b)是本发明实施例2制备产物的循环稳定性图；
图3中的(a)是本发明实施例3制备产物的充放电曲线图，图3中的(b)是本发明实施例3制备产物的循环稳定性图；
图4中的(a)是本发明实施例4制备产物的充放电曲线图，图4中的(b)是本发明实施例4制备产物的循环稳定性图；
图5中的(a)是本发明实施例5制备产物的充放电曲线图，图5中的(b)是本发明实施例5制备产物的循环稳定性图；
图6中的(a)是本发明实施例6制备产物的充放电曲线图，图6中的(b)是本发明实施例6制备产物的循环稳定性图；
图7中的(a)是本发明实施例7制备产物的充放电曲线图，图7中的(b)是本发明实施例7制备产物的循环稳定性图；
图8中的(a)是本发明实施例8制备产物的充放电曲线图，图8中的(b)是本发明实施例8制备产物的循环稳定性图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
本实施例一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法包括以下步骤：
A)将表面活性剂、助表面活性剂和水混合均匀，制成微乳液，所述表面活性剂为曲拉通X-100，所述助表面活性剂为正丁醇和正庚烷，其中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为1:40:1:0.5；
B)将镍盐、钴盐分别溶于去离子水中，制备钴离子水溶液和镍离子水溶液，所述钴离子水溶液中钴盐的浓度为0.5mol/L，所述镍离子水溶液中镍盐的浓度为0.5mol/L；其中所用的镍盐为氯化镍，所用的钴盐为氯化钴；
C)将络合剂溶于去离子水中，制备络合剂水溶液，络合剂水溶液中络合剂的浓度为6mol/L，所用的络合剂为硫氰酸铵；
D)取步骤C)中的体积二等份络合剂水溶液，取步骤B)中体积相同的钴离子水溶液和镍离子水溶液，分别与所取的络合剂水溶液混合搅拌，得到体积相同的络合镍离子水溶液与络合钴离子水溶液，搅拌时间为30min，搅拌速度为300r/min，
E)将步骤D)中络合镍离子水溶液和络合钴离子水溶液分别与步骤A)中体积相同的两等份微乳液混合搅拌，得到体积相同的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液，搅拌时间为30min，搅拌速度为300r/min，
F)将步骤E)中的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液静置分层，取油相镍离子微乳液和油相钴离子微乳液混合搅拌均匀制成镍钴混合溶液备用，搅拌时间为30min，搅拌速度为300r/min，
G)将草酸酯类加入步骤F)中的镍钴混合溶液，在一定搅拌温度下混合搅拌均匀制成草酸镍钴混合溶液，草酸酯类为草酸二甲酯，反应温度为40℃，反应时间8h，
H)将步骤G)中草酸镍钴混合溶液在恒定的干燥温度下进行干燥、研磨得到草酸镍钴固溶体纳米材料，干燥温度为50℃，得到的草酸镍钴固溶体纳米材料中镍离子与钴离子的摩尔比为1/2:1/2。
从图1可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1198.2F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持69.1％。
实施例2
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为3:50:3:3。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例2列所示。
从图2可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1091.4F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持85.6％。
实施例3
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为1:40:1:0.5。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例3列所示。
从图3可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1317.9F/g，2000圈循环之后，制备产物的比容量保持78.6％。
实施例4
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为2:45:2:1。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例4列所示。
从图4可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1589.2F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持85.0％。
实施例5
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为2:45:2:1。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例5列所示。
从图5可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1437.2F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持70.6％。
实施例6
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为2:45:2:1。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例6列所示。
从图6可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1400.0F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持86.2％。
实施例7
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为2:45:2:1。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例7列所示。
从图7可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1267.7F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持75.4％。
实施例8
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为2:45:2:1。
本实施例的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体工艺参数参见表1中实施例8列所示。
从图8可以看出制备产物草酸镍钴固溶体纳米材料在1A/g的充放电条件下，制备产物的比容量达到了1110.1F/g，1000圈循环之后，制备产物的比容量保持77.3％。
表1实施例1～8超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法参数对照表
表2实施例1～8超级电容器正极材料镍钴固溶体比电容与循环稳定性参数对照表
Claims (8)
1.一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
A) 将表面活性剂、助表面活性剂和水混合均匀，制成微乳液，所述表面活性剂为曲拉通 X-100 ，所述助表面活性剂为正丁醇和正庚烷；
B) 将镍盐、钴盐分别溶于去离子水中，制备钴离子水溶液和镍离子水溶液，所述钴离子水溶液中钴盐的浓度为 0.05mol/ L~0.5mol/ L，所述镍离子水溶液中镍盐的浓度为0.1mol/ L~1.5mol/ L；
C) 将络合剂溶于去离子水中，制备络合剂水溶液，络合剂水溶液中络合剂的浓度为0.6mol/ L~6mol/ L；
D) 取步骤C）中的体积二等份络合剂水溶液，取步骤B）中体积相同的钴离子水溶液和镍离子水溶液，分别与所取的络合剂水溶液混合搅拌，得到体积相同的络合镍离子水溶液与络合钴离子水溶液；
E) 将步骤D）中络合镍离子水溶液和络合钴离子水溶液分别与步骤 A） 中体积相同的两等份微乳液混合搅拌，得到体积相同的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液；
F) 将步骤E）中的水油两相镍离子微乳液和水油两相钴离子微乳液静置分层，取油相镍离子微乳液和油相钴离子微乳液混合搅拌均匀制成镍钴混合溶液备用；
G) 将草酸酯类加入步骤F）中的镍钴混合溶液，在一定搅拌温度下混合搅拌均匀制成草酸镍钴混合溶液；
H) 将步骤G）中草酸镍钴混合溶液在恒定的干燥温度下进行干燥、研磨得到草酸镍钴固溶体纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤A）中表面活性剂曲拉通X-100：助表面活性剂正丁醇：助表面活性剂正庚烷：水的摩尔比为1~3:40~50:1~3:0.5~3。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤B）中所用的镍盐为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍中任意一种，所用的钴盐为氯化钴、硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤C）中所用的络合剂为硫氰酸铵。
5.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤D）中搅拌时间为30min~60min，搅拌速度为300r/ min~600r/ min，步骤E）中搅拌时间为30min~60min，搅拌速度为300r/ min~600r/ min，步骤F）中搅拌时间为30min~60min，搅拌速度为300r/ min~600r/ min。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤G）中的草酸酯类包括草酸二甲酯、草酸单乙酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯、草酸乙二酯中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤G）中的反应温度为40℃~80℃，反应时间8h~24h，步骤H）中的干燥温度为50~100℃。
8.根据权利要求1所述的一种超级电容器正极材料镍钴固溶体的制备方法，其特征在于：步骤H)中得到的草酸镍钴固溶体纳米材料中镍离子与钴离子的摩尔比为x:y，其中0<x<1，0<y<1，x+y=1。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102881889A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-16 | 福建师范大学 | 一种两段直接升温烧结法制备富锂固溶体正极材料的方法 |
| CN102881874A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-16 | 福建师范大学 | 一种通过还原过程制备富锂固溶体正极材料的方法 |
| CN103811746A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-21 | 新乡锦润科技有限公司 | 利用微乳液制备纳米三元复合锂离子正极材料的方法 |
| CN107331528A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-07 | 中国科学院电工研究所 | 多层复合电极及采用该电极的锂离子电池电容 |
| CN109119711A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-01 | 昆明理工大学 | 一种采用废旧钴酸锂电池制备高电压正极材料的方法 |
| JP2019081665A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | ヤゲオ コーポレイションＹａｇｅｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | セラミック焼結体およびそれを含む受動素子 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102881889A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-16 | 福建师范大学 | 一种两段直接升温烧结法制备富锂固溶体正极材料的方法 |
| CN102881874A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-16 | 福建师范大学 | 一种通过还原过程制备富锂固溶体正极材料的方法 |
| CN103811746A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-21 | 新乡锦润科技有限公司 | 利用微乳液制备纳米三元复合锂离子正极材料的方法 |
| CN107331528A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-07 | 中国科学院电工研究所 | 多层复合电极及采用该电极的锂离子电池电容 |
| JP2019081665A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | ヤゲオ コーポレイションＹａｇｅｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | セラミック焼結体およびそれを含む受動素子 |
| CN109119711A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-01 | 昆明理工大学 | 一种采用废旧钴酸锂电池制备高电压正极材料的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 草酸镍钴固溶体的制备与鉴别;湛菁 等;《中国有色金属学报》;20110731;第21卷(第7期);全文 * |
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