CN114360927A - 一种氢氧化镍电极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有技术存在的氢氧化镍容量不高的问题，本发明提供一种氢氧化镍电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将泡沫镍依次通过丙酮、稀盐酸、无水乙醇、去离子水进行清洗；S2、利用三电极体系，以泡沫镍为基底，硝酸镍溶液为沉积液进行电沉积，制得氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；S3、利用三电极体系，以碱溶液为电解质溶液，以氢氧化镍/泡沫镍多孔材料为工作电极进行电化学活化，制得电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；S4、将电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料浸泡于碱溶液中，进行低温活化，然后用去离子水冲洗，制得低温活化氢氧化镍电极材料。本发明得到氢氧化镍电极材料电池容量高，且导电性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及电极材料领域，具体涉及一种氢氧化镍电极材料的制备方法。
背景技术
随着世界对新能源技术需求的高速增长，对大容量、高功率、高能量密度、长使用寿命的新能源器件如超级电容器、锂电池等的需求也变得越来越大。而实现新能源器件这些新能的关键在于电极材料的容量问题。因此，设计和获得大容量电极材料成为了当前新能源器件开发的重点。
由于氢氧化镍拥有超高的理论容量，因此其被广泛开发用于超级电容器和锂电池。然而，虽然氢氧化镍拥有超高的理论容量，但是实际应用过程中很难获得高的容量，因此限制了其在实际中的进一步应用。
为了提升氢氧化镍的容量，人们通过水热法/溶剂热法、电沉积等方法对氢氧化镍进行形貌调控、掺杂，构筑形成了不同形貌、不同维度的三维多孔结构、多孔薄膜结构或层状三维结构。尤其，电沉积法由于过程简单易控、重现性好，且生长的活性物质均匀性好因此被广泛应用。
专利CN112435865A一种用于超级电容器的双壳空心柱状氢氧化镍电极材料及其制备方法和应用，通过“模板构建-活性物质沉积-模板沉积-活性物质二次沉积-模板刻蚀”的连续铸造方式，以氧化锌容易在碱性溶液中被腐蚀作为制造中空结构的基础，在碳布基底上构筑了双壳空心柱状氢氧化镍，制备了双壳空心柱状氢氧化镍电极材料，其比电容达1838mF/cm2。
专利CN11730730A采用醇水基溶液电沉积制备氢氧化镍电极材料的方法，采用电沉积工艺在乙醇－水电解液中，直接在基体上一步成型制备氢氧化镍电极材料的方法，该方法制备得到的电极材料为掺杂有氢氧化钴的氢氧化镍，该发明以掺杂氢氧化钴的氢氧化镍为正极与活性炭负极组成的超级电容器，在4mA/cm2放电电流下，在50次循环中最大比容量可达850F/g；32mA/cm2放电电流下，在50次循环中最大比容量为600F/g。
可见，现有电沉积法生长制备的氢氧化镍拥有致密的结构，很难获得高的活性，致使容量较低。因此，如何更加有效地提高氢氧化镍的容量成为了一个至关重要的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的氢氧化镍容量不高的问题，本发明提供一种氢氧化镍电极材料的制备方法，其获得的电池容量高，且导电性能优异。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种氢氧化镍电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、清洗：将泡沫镍依次通过丙酮、稀盐酸、无水乙醇、去离子水进行清洗，然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
S2、电沉积：利用三电极体系，以泡沫镍为基底，硝酸镍溶液为沉积液进行电沉积，制得氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；
S3、电化学活化：利用三电极体系，以碱溶液为电解质溶液，以氢氧化镍/泡沫镍多孔材料为工作电极进行电化学活化，制得电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；
S4、低温活化：将电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料浸泡于碱溶液中，对其进行低温活化，然后用去离子水进行冲洗，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
其中，所述步骤S1中丙酮、无水乙醇为分析纯；所述稀盐酸的浓度为3mol/L。
其中，所述步骤S1中清洗为超声清洗；所述超声频率为40kHz；所述超声功率为90～150W；所述超声的时间为15～30min。
其中，所述步骤S2中硝酸镍溶液为0.05～0.1mol/L的硝酸镍水溶液；所述电沉积的方法为计时电流法；所述电沉积的时间为80～120s；所述三电极体系中辅助电极为铂片电极，参比电极为饱和甘汞电极。
其中，所述步骤S3中电化学活化的方法为循环伏安法，活化的电势窗口为-0.2到0.8V。
其中，所述步骤S3中碱溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液或氢氧化锂水溶液；所述碱溶液浓度为2～6mol/L。
其中，所述步骤S4中碱溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液或氢氧化锂水溶液；所述碱溶液浓度为2～6mol/L。
其中，所述步骤S4中活化温度为-3～5℃；所述的活化时间为10～16h。
本发明首次提出通过低温活化过程来提升氢氧化镍的活性，获得了高活性的氢氧化镍材料，有效解决了现有方法构筑氢氧化镍电极材料的问题。此方法操作简单，可以适用于规模化处理、优化氢氧化镍材料，同时其也可用于其他方法制备的氢氧化镍以及其他材料的活化处理。其中的泡沫镍清洗、电沉积过程、电活化过程、低温活化过程，工艺简单易操作，所用的原料、试剂、设备均通过商购获得，来源广泛且成本低廉。
本发明有效提升了氢氧化镍电极材料的容量，解决了现有方法构筑氢氧化镍电极材料的问题，采用电沉积、电活化、低温活化等方法，制得的产品活性高，用于超级电容器比电容高，所获得的材料主要有以下优点：①比电容高，2700～3400F/g；②导电性好，电荷转移阻抗0.5～2.5Ω。
附图说明
图1为实施例1制得的活化氢氧化镍电极材料的光学照片；
图2为对比例1制得的未活化氢氧化镍电极材料的光学照片；
图3为实施例1制得的活化氢氧化镍电极材料的扫描电子显微镜(SEM)图；
图4为对比例1制得的未活化氢氧化镍电极材料的SEM图；
图5为对比例2制得的电活化氢氧化镍电极材料的SEM图；
图6为实施例1制得的氢氧化镍电极材料在1mA/cm2电流密度下的恒流充放电曲线(GCD)图；
图7为对比实施例1制得的氢氧化镍电极材料在1mA/cm2电流密度下的GCD图；
图8为对比实施例2制得的氢氧化镍电极材料在1mA/cm2电流密度下的GCD图；
图9为对比实施例3制得的氢氧化镍电极材料在1mA/cm2电流密度下的GCD图；
图10为对比实施例4制得的氢氧化镍电极材料在1mA/cm2电流密度下的GCD图；
图11为实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制得的氢氧化镍电极材料的比电容对比图。
图12为对比例1制得的未活化氢氧化镍电极材料的电化学阻抗谱(EIS)图。
图13为实施例1制得的活化氢氧化镍电极材料的EIS图。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明不受其限制，所用的原料、试剂和设备均通过商购获得。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各15min，所述超声频率为40kHz，超声功率为150W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.1mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积90s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以2mol/L氢氧化钾水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势窗口内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的低温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 2mol/L氢氧化钾水溶液的烧杯中，后将烧杯置于5℃低温水槽中12h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
实施例2
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各30min，所述超声频率为40kHz，超声功率为100W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.05mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积100s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以3mol/L氢氧化钠水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势范围内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的低温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 3mol/L氢氧化钠水溶液的烧杯中，后将烧杯置于0℃低温水槽中10h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
实施例3
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各20min，所述超声频率为40kHz，超声功率为120W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.06mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积120s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以4mol/L氢氧化锂水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势窗口内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的低温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 4mol/L氢氧化锂水溶液的烧杯中，后将烧杯置于3℃低温水槽中16h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
实施例4
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各25min，所述超声频率为40kHz，超声功率为135W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.08mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积80s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以3mol/L氢氧化钾水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势范围内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的低温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 3mol/L氢氧化钠水溶液的烧杯中，后将烧杯置于-3℃低温水槽中13h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
实施例5
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各28min，所述超声频率为40kHz，超声功率为90W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.07mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积110s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以5mol/L氢氧化钠水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势范围内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的低温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 5mol/L氢氧化钠水溶液的烧杯中，后将烧杯置于-1℃低温水槽中14h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
对比实施例1
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各15min，所述超声频率为40kHz，超声功率为150W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.1mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积90s，后利用去离子水对电沉积得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
对比实施例2
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各15min，所述超声频率为40kHz，超声功率为150W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.1mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积90s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以2mol/L氢氧化钾水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势窗口内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
对比实施例3
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各15min，所述超声频率为40kHz，超声功率为150W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.1mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积90s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以2mol/L氢氧化钾水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势范围内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的常温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 2mol/L氢氧化钾水溶液的烧杯中，后将烧杯置于25℃低温水槽中12h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
对比实施例4
第一步，泡沫镍清洗：
取厚1mm、长1cm、宽1cm的泡沫镍，依次分别用丙酮、3mol/L稀盐酸、无水乙醇、去离子水超声洗涤，各15min，所述超声频率为40kHz，超声功率为150W；然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
第二步，氢氧化镍的电沉积制备：
以第一步获得的泡沫镍作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以0.1mol/L硝酸镍水溶液作为电沉积溶液，通过上海辰华660E电化学工作站的计时安培法(Chronoamperometry)在-1V电压下电沉积90s，后利用去离子水对电沉积后得到的氢氧化镍修饰的泡沫镍进行冲洗，制得氢氧化镍电极材料；
第三步，氢氧化镍电极材料的电活化：
以第二步获得氢氧化镍电极材料作为工作电极、铂电极作为辅助电极、饱和甘汞电极作为参比电极形成三电极体系，以2mol/L氢氧化钾水溶液作为电解液，通过上海辰华660E电化学工作站的循环伏安法(Cyclic voltammetry)在-0.2到0.8V的电势范围内，以扫速为50mV/s循环扫描5圈，制得电活化氢氧化镍电极材料；
第四步，电活化氢氧化镍电极材料的常温活化：
取第三步获得的电活化氢氧化镍电极材料浸泡于盛有50mL 2mol/L氢氧化钾水溶液的烧杯中，后将烧杯置于50℃低温水槽中12h，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
实施例效果
(1)采用三电极体系对实施例1～5以及对比实施例1～4中制得的氢氧化镍电极材料在相同的测试条件下分别进行比电容、电荷转移阻抗测试，结果列于表1.
(2)三电极体系中所用的对电极为铂片电极，所用的参比电极为饱和甘汞电极，所用电解质溶液为2mol/L KOH水溶液，测试设备为上海辰华660E电化学工作站。电荷转移阻抗通过上海辰华660E电化学工作站中的电化学阻抗谱模块(A.C.Impedance)测试获得。比电容(Cs)通过上海辰华660E电化学工作站中的恒流充放电模块(Chronopotentiometry)测试，并利用公式Cs＝It/mΔv计算获得，其I、t、m、v分别代表放电电流(A)、放电时间(s)、活性物质质量(g)、电势差(V)。
表1
现结合附图，对实施例和对比实施例作进一步说明：
图1为实施例1制得的活化氢氧化镍电极材料的光学照片；图2为对比例1制得的未活化氢氧化镍电极材料的光学照片。对比图1和图2，可以看出，经过活化后，绿色的泡沫镍变成了黑色，说明活化过程对氢氧化镍产生了影响。图3为实施例1制得的活化氢氧化镍电极材料的SEM图；图4为对比例1制得的未活化氢氧化镍电极材料的SEM图；图5为对比例2制得的电活化氢氧化镍电极材料的SEM图。由图4可知，在泡沫镍骨架表面电沉积形成的氢氧化镍材料产生了大量的裂痕，且易脱落，同时电沉积形成的氢氧化镍材料表面呈现颗粒状但内部为致密的块状。由图5可知，经过电活化后，在镍泡沫骨架表面形成的氢氧化镍材料也产生了大量的裂痕，且易脱落，但活化后，致密的氢氧化镍材料变成了多孔颗粒状，说明电活化过程改变了氢氧化镍材料的微结构。由图3可知，经过低温活化后，在泡沫镍骨架表面形成的氢氧化镍材料包裹更加紧密，不易脱落，同时生成的氢氧化镍变成了薄片状结构。因此，对比图3、图4和图5可知，低温活化对氢氧化镍材料的结构产生了明显影响。
图6为实施例1制得的氢氧化镍电极材料的GCD图；图7为对比实施例1制得的氢氧化镍电极材料的GCD图；图8为对比实施例2制得的氢氧化镍电极材料的GCD图；图9为对比实施例3制得的氢氧化镍电极材料的GCD图；图10为对比实施例4制得的氢氧化镍电极材料的GCD图。由图7可知，未活化的氢氧化镍电极材料呈现出了非常短的充放电时间，说明其比电容非常小，可以忽略。由图8可知，经过电活化后，氢氧化镍电极材料呈现出了很长的充放电时间，说明电活化使氢氧化镍材料获得了高的比电容。由图6可知，电活化后再经过低温活化处理之后，氢氧化镍电极材料呈现出了明显更长的充放电时间，说明低温活化进一步提升了氢氧化镍材料的活性，获得了更高的比电容。然而，由图9和图10可知，当利用更高的温度来活化时，获得氢氧化镍电极材料的充放电时间明显缩短，说明高的温度不利于氢氧化镍材料的活化，会降低氢氧化镍材料的比电容。
图11为实施例1、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4制得的氢氧化镍电极材料的比电容对比图。从图中可知，实施例1获得了最高的比电容，说明低温活化能够有效地提升氢氧化镍的活性，从而展示出更高的储能能力。
图12为对比例1制得的氢氧化镍电极材料的EIS图；图13为实施例1制得的氢氧化镍电极材料的EIS图。由图12可知，对比例1制得的氢氧化镍电极材料的EIS图呈现一个半圆状，说明其不具备电容行为。同时通过ZSimDemo软件对其进行拟合发现，其电荷转移阻抗值达到5500Ω以上，说明具有高的电荷转移阻抗，不利于发生电荷转移，从而不利于发生电化学反应。因此，其比电容非常小，可以忽略不计。由图13可知，实施例1制得的氢氧化镍电极材料的EIS图仅在高频区呈现一个可以忽略的小半圆，说明电荷转移阻抗非常小(仅为1Ω左右)，有利于电化学反应，而在低频区呈现出一个接近垂直的直线，直线斜率大，说明其具有明显的电容行为，有利于电解质离子在氢氧化镍电极材料内发生迁移。因此，其获得了非常高的比电容。
由上述检测结果可知，本发明制备的氢氧化镍电极材料具有高活性，其比电容高、导电性好，具有极大的推广价值。
应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。
Claims (8)
1.一种氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、清洗：将泡沫镍依次通过丙酮、稀盐酸、无水乙醇、去离子水进行清洗，然后在35℃真空干燥箱干燥8h，得到洁净的泡沫镍；
S2、电沉积：利用三电极体系，以泡沫镍为基底，硝酸镍溶液为沉积液进行电沉积，制得氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；
S3、电化学活化：利用三电极体系，以碱溶液为电解质溶液，以氢氧化镍/泡沫镍多孔材料为工作电极进行电化学活化，制得电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料；
S4、低温活化：将电化学活化氢氧化镍/泡沫镍多孔材料浸泡于碱溶液中，对其进行低温活化，然后用去离子水进行冲洗，制得低温活化氢氧化镍电极材料。
2.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中丙酮、无水乙醇为分析纯；所述稀盐酸的浓度为3mol/L。
3.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中清洗为超声清洗；所述超声频率为40kHz；所述超声功率为90～150W；所述超声的时间为15～30min。
4.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硝酸镍溶液为0.05～0.1mol/L的硝酸镍水溶液；所述电沉积的方法为计时电流法；所述电沉积的时间为80～120s；所述三电极体系中辅助电极为铂片电极，参比电极为饱和甘汞电极。
5.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中电化学活化的方法为循环伏安法，活化的电势范围为-0.2到0.8V。
6.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中碱溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液或氢氧化锂水溶液；所述碱溶液浓度为2～6mol/L。
7.根据权利要求1所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中碱溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液或氢氧化锂水溶液；所述碱溶液浓度为2～6mol/L。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的氢氧化镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中活化温度为-3～5℃；所述的活化时间为10～16h。
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