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復(fù)合電極材料及其制備方法與流程

文檔序號:12679402閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種復(fù)合電極材料,其特征在于,包括依次設(shè)置的碳基薄膜、多孔金屬層和電化學(xué)活性物質(zhì)層,其中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)層在所述多孔金屬層表面原位生長形成。

2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電極材料,其特征在于,所述碳基薄膜為石墨薄膜、石墨烯薄膜中的至少一種;和/或

所述多孔金屬層中的金屬材料為銅、鎳、鐵、鋁、鋅中的至少一種;和/或

所述電化學(xué)活性物質(zhì)層由電化學(xué)活性物質(zhì)制成,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬硫化物中的至少一種,其中,所述金屬氧化物包括單金屬氧化物、雙金屬氧化物、多元金屬氧化物;所述金屬氫氧化物包括單金屬氫氧化物、雙金屬氫氧化物、多元金屬氫氧化物;所述金屬硫化物包括單金屬硫化物、雙金屬硫化物、多元金屬硫化物。

3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電極材料,其特征在于,所述單金屬氧化物包括Co3O4、MnO2、NiO、CuO;所述單金屬氫氧化物包括Cu(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2、NiMn-LDH;所述雙金屬氧化物包括NiMn2O4、MnCo2O4、CuCo2O4、NiMnO3、NiCo2O4;所述金屬硫化物包括CoNi2S4、NiCo2S4。

4.一種復(fù)合電極材料的制備方法,包括以下步驟:

提供碳基薄膜,采用電鍍法在所述碳基薄膜一表面沉積多孔金屬,制備多孔金屬層;

在所述多孔金屬層表面原位生長電化學(xué)活性物質(zhì),制備電化學(xué)活性物質(zhì)層。

5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備多孔金屬層的步驟中,所述采用電鍍法在所述碳基薄膜一表面沉積多孔金屬的方法為:

在基礎(chǔ)鍍液中,以所述碳基薄膜為工作電極,以鉑片電極為對電極,進(jìn)行電鍍處理,其中,所述基礎(chǔ)鍍液包括氯化銨和金屬氯化鹽;所述電鍍處理的電流密度為1-3A/cm2,電鍍時間為40-100s。

6.如權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備電化學(xué)活性物質(zhì)層的步驟中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為金屬氫氧化物,在所述多孔金屬層表面原位生長金屬氫氧化物薄膜的方法為:

配置含金屬氯酸鹽、氯化銨和氫氧化鈉的混合溶液,置于水熱釜中,將沉積有多孔金屬層的所述碳基薄膜置于水熱釜中,在50-60℃條件下保溫14-16h;清洗干燥處理。

7.如權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備電化學(xué)活性物質(zhì)層的步驟中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為金屬氧化物,在所述多孔金屬層表面原位生長金屬氧化物薄膜的方法為:

配置含金屬氯酸鹽、氯化銨和氫氧化鈉的混合溶液,置于水熱釜中,將沉積有多孔金屬層的所述碳基薄膜置于水熱釜中,在50-60℃條件下保溫14-16h;經(jīng)清洗干燥后,在380-420℃條件下退火1.5-2h。

8.如權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備電化學(xué)活性物質(zhì)層的步驟中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為雙金屬氫氧化物,在所述多孔金屬層表面原位生長雙金屬氫氧化物薄膜的方法為:

配置含金屬硝酸鹽、金屬乙酸鹽和烏洛托品的混合溶液,置于水熱釜中,將沉積有多孔金屬層的所述碳基薄膜置于水熱釜中,在75-85℃條件下保溫13-15h;清洗干燥處理,其中,所述金屬硝酸鹽和所述金屬乙酸鹽的金屬元素不同。

9.如權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備電化學(xué)活性物質(zhì)層的步驟中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為雙金屬氧化物,在所述多孔金屬層表面原位生長雙金屬氧化物薄膜的方法為:

配置分別含有不同金屬元素的兩種金屬硫酸鹽的混合溶液,置于水熱釜中,將沉積有多孔金屬層的所述碳基薄膜置于水熱釜中,在330-360℃條件下保溫13-16h;清洗干燥處理。

10.如權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合電極材料的制備方法,其特征在于,制備電化學(xué)活性物質(zhì)層的步驟中,所述電化學(xué)活性物質(zhì)為雙金屬硫化物,在所述多孔金屬層表面原位生長雙金屬硫化物薄膜的方法為:

提供硫脲、分別含有不同金屬元素的兩種金屬氯酸鹽的混合粉體,溶于去離子水中,配置混合溶液;以沉積有多孔金屬層的所述碳基薄膜為工作電極,以鉑片電極為對電極,以飽和甘汞電極為參比電極,利用循環(huán)伏安法沉積雙金屬硫化物薄膜;清洗干燥處理,

其中,所述循環(huán)伏安法的參數(shù)設(shè)定如下:電壓-1.2~0.2V,循環(huán)速度4.5-5.2mV/s,循環(huán)掃描4-15圈。

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