一種鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料的制備方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 隨著經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，人類正在面對(duì)嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)境惡化問(wèn)題。處于發(fā)展階 段的中國(guó)，對(duì)清潔能源和可再生能源需求更為迫切。超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和 蓄電池的一種新型儲(chǔ)能元件，具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、快速的充放電速率等特點(diǎn)而備 受關(guān)注。超電容按工作原理不同主要分為兩類：其一雙電層電容，即在電極/溶液界面通 過(guò)電子或離子的定向排列造成電荷的對(duì)峙而產(chǎn)生的；其二為法拉第準(zhǔn)電容，即在電極表面 和近表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的 化學(xué)吸/脫附和氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。研究發(fā)現(xiàn)，二氧化錳具 有1400F/g的理論電容，但其導(dǎo)電率太差而無(wú)法獲得較高的電容（Teng et al. J. Alloy. Compd.);二氧化iI了的比容量可以達(dá)到720F/g，是一種理想的超級(jí)電容材料，但是二氧化韋了 價(jià)格昂貴，資源有限，極大的局限了其商業(yè)化應(yīng)用。
[0003] 因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材 料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 1. 一種鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料的制備方法，包括以下步驟： 1)將六水合硝酸鈷粉末和二水合鉬酸鈉粉末倒入水中，攪拌10~15min，得到混合液， 備用；其中，六水合硝酸鈷與二水合鉬酸鈉的摩爾比為1 :1，每摩爾六水合硝酸鈷粉末加入 水的量為30 mL ; 2)將上述混合液中加入泡沫鎳，其中六水合硝酸鈷、二水合鉬酸鈉與泡沫鎳摩爾 比為I :1 :1. 7,將混有泡沫鎳的混合液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜中，密封，并放入 120°C~160°C烘箱中烘烤，烘烤5~10小時(shí)后取出冷卻，得到沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳； 3) 將步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌1-3遍，洗滌后放入 60°C烘箱中烘烤6~12小時(shí)，得到沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳； 4) 向聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜中加入硫酸鈉和高錳酸的混合溶液，二者摩爾比為1 : 1，該混合溶液的體積與步驟1)所得混合液的體積比為4 :3,將步驟3)中烘干后的沉積有 鉬酸鈷的泡沫鎳放入該聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜內(nèi)，密封，并放于120°C~160°C烘箱中 烘烤2~5小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳； 5) 將步驟4)沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳放入容器中用蒸餾水洗滌1-3遍，洗滌 后放入60°C烘箱中烘干6~12小時(shí)；得到本發(fā)明電極材料。
[0006] 本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于： 步驟4)中，混合溶液中硫酸鈉的濃度和高錳酸的濃度均為0. 05mol/L。
[0007] 步驟5)中，洗滌后放入烘箱中烘干8小時(shí)。
[0008] 本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明提供一種鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極的制備方法，該電極制備過(guò)程簡(jiǎn)單，環(huán)保，制 作出的電極具有較高的電容，可逆性好，具有良好的循環(huán)性能。
[0009]
【附圖說(shuō)明】： 圖1為實(shí)施例一步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳上的鉬酸鈷的XRD譜圖。
[0010] 圖2為實(shí)施例一步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳上的鉬酸鈷的SEM圖。
[0011] 圖3為實(shí)施例一制備得到的鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料上的二氧化錳的XPS譜 圖。
[0012] 圖4為實(shí)施例一制備得到鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料上的二氧化錳的SEM圖。
[0013] 圖5為本發(fā)明各實(shí)施例制備的材料采用三電極系統(tǒng)測(cè)量時(shí)循環(huán)伏安曲線圖。
[0014] 圖6為本發(fā)明各實(shí)施例制備的材料采用恒流充電法進(jìn)行測(cè)試時(shí)恒流充放電曲線 圖。
[0015]
【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016] 以下各實(shí)施例中，所用泡沫鎳來(lái)源山西力之源電池材料有限公司。
[0017] 實(shí)施例一： 1) 將Immol六水合硝酸鈷粉末和I mmol二水合鉬酸鈉粉末倒入30ml的水中，攪拌10 min，得到混合液，備用； 2) 將上述混合液中加入I. 7mmol泡沫鎳，將混有泡沫鎳的混合液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯 水熱反應(yīng)釜中，密封，并放入120 °C的烘箱中烘烤5小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸 鈷的泡沫鎳； 3) 將步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌2遍，洗滌后放入 60 °C烘箱中烘干8小時(shí)； 4) 向聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜中倒入40 ml混合溶液，混合溶液中硫酸鈉溶液的濃 度為0· 05 mol/L，高錳酸溶液的濃度為0· 05 mol/L，二者摩爾比為1 :1，將步驟3)烘干后 的沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜內(nèi)，密封，并放入120 °C烘箱中 烘烤2小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳； 5) 將步驟4)沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌2遍，洗滌 后放入60 °C烘箱中烘干8小時(shí)；得到本發(fā)明鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料。
[0018] 實(shí)施例二： 1) 將Immol六水合硝酸鈷粉末和I mmol二水合鉬酸鈉粉末倒入30ml的水中，攪拌12 min，得到混合液，備用； 2) 將上述混合液中加入I. 7mmol泡沫鎳，將混有泡沫鎳的混合液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯 水熱反應(yīng)釜中，密封，并放入150 °C的烘箱中烘烤8小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸 鈷的泡沫鎳； 3) 將步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌1遍，洗滌后放入 60 °C烘箱中烘干6小時(shí)； 4) 向聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜中倒入40 ml混合溶液，混合溶液中硫酸鈉溶液的濃 度為0· 05 mol/L，高錳酸溶液的濃度為0· 05 mol/L，二者摩爾比為1 :1，將步驟3)烘干后 的沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜內(nèi)，密封，并放入150 °C烘箱中 烘烤3小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳； 5)將步驟4)沉積有鉬酸鈷和二氧化錳的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌1遍，洗滌 后放入60 °C烘箱中烘干6小時(shí)；得到本發(fā)明鉬酸鈷復(fù)合二氧化錳電極材料。
[0019] 實(shí)施例三： 1) 將Immol六水合硝酸鈷粉末和I mmol二水合鉬酸鈉粉末倒入30ml的水中，攪拌15 min，得到混合液，備用； 2) 將上述混合液中加入I. 7mmol泡沫鎳，將混有泡沫鎳的混合液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯 水熱反應(yīng)釜中，密封，并放入160 °C的烘箱中烘烤10小時(shí)，然后取出冷卻，得到沉積有鉬酸 鈷的泡沫鎳； 3) 將步驟2)中沉積有鉬酸鈷的泡沫鎳放入到容器中用蒸餾水洗滌3遍，洗滌后放入 60 °C烘箱中烘干12小時(shí)； 4) 向聚四氟乙烯內(nèi)襯水熱反應(yīng)釜中倒入40 ml混合溶液，混合溶液中硫