本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別涉及到一種超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，對能源的需求飛速增長，全球變暖和能源危機(jī)成為人類必須面臨的兩個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，發(fā)展新型的能量存儲(chǔ)裝置成為21世紀(jì)人類解決能源問題新的有效途徑。電能的存儲(chǔ)有兩種方式：一是作為潛在可用的化學(xué)能存儲(chǔ)在電池里的間接方式。當(dāng)電池兩極有電勢差時(shí)，電池內(nèi)部電活性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而釋放電流。在儲(chǔ)能過程中，體系產(chǎn)生的電流較大，能量密度較高，儲(chǔ)能過程緩慢，功率密度較低；同時(shí)，體系中所有能量的轉(zhuǎn)變是一個(gè)熱力學(xué)可逆過程，但是電極活性物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)換過程是不可逆相變過程，電活性物質(zhì)逐漸被消耗，電池的循環(huán)壽命是有限的，它與電極材料本身性質(zhì)有關(guān)。二是以靜電學(xué)形式將正負(fù)電荷置于電容器的不同極板之間來存儲(chǔ)電能的直接方式。在儲(chǔ)能過程中，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，并且靜電荷的積累釋放的電流較小，能量密度較低，儲(chǔ)能迅速，功率密度高；不涉及化學(xué)變化及電活性物質(zhì)的消耗，所以電容器的循環(huán)壽命幾乎是無限的。電池和電容器有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，二者之間存在著空缺，這就推動(dòng)了能夠兼具二者優(yōu)點(diǎn)、彌補(bǔ)二者缺陷的新型儲(chǔ)能器件—超級(jí)電容器的發(fā)展，目前它已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)。ruo2具有較低的電阻系數(shù)、良好的催化活性、化學(xué)穩(wěn)定性及能與si和sio2等基體良好的結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電化學(xué)催化、氯堿工業(yè)，并且人們最新發(fā)現(xiàn)將ruo2膜用于集成電路領(lǐng)域是很有前景的應(yīng)用。ruo2的優(yōu)良特性還體現(xiàn)在可替換其它金屬材料用于鐵電體和高溫超導(dǎo)膜的微電子設(shè)備上，而且ruo2能夠解決鐵電體膜和超導(dǎo)膜的界面上的脫落問題。所以氧化釕及電極材料的應(yīng)用可以解決超級(jí)電容領(lǐng)域的許多問題，為行業(yè)的發(fā)展提高契機(jī)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的制備方法，通過化學(xué)沉淀將氧化釕組分抽慮出來，利用抽慮、活化、變性、鼓風(fēng)干燥、真空加熱、加壓成型等工藝，應(yīng)用特制的活化變形液和添加劑成分來提高氧化釕材料的電化學(xué)性能，使得制備而成的多超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料,其比容量大、能量密度好、穩(wěn)定性高，另外該制備工藝環(huán)保低耗，工序簡單，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的制備方法，包括以下步驟：（1）將5-9份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入1-2份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置20-24h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至60-65℃，靜置5-6h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)30-40min；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至140-170℃，保溫60-80min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至150-165℃，保溫?zé)Y(jié)2-4h，然后加壓成型。優(yōu)選地，所述步驟（5）中抽慮壓強(qiáng)為20-25mpa。優(yōu)選地，所述步驟（6）中活化變性液組成為：15%鹽酸胍2-5份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽2-3份，4-羥基苯乙胺1-2份，乙氧酰胺苯甲酯2-3份,酪胺鹽酸鹽1-2份，乙酸冰片酯2-4份。優(yōu)選地，所述步驟（8）中添加劑混合物組成為：乙炔黑4-7份，碳化硅1-2份，聚四氟乙烯2-5份，右旋奎寧酸3-6份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯3-6份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯1-3份，吡啶-4-甲酰肼1-2份。優(yōu)選地，所述步驟（8）中復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1。優(yōu)選地，所述步驟（9）中加壓成型的壓強(qiáng)為15-20mpa。本發(fā)明還提供了由上述制備工藝得到的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料在國防科技、電動(dòng)汽車、航空航天等新型科技領(lǐng)域中應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的制備方法通過化學(xué)沉淀將氧化釕組分抽慮出來，利用抽慮、活化、變性、鼓風(fēng)干燥、真空加熱、加壓成型等工藝，應(yīng)用特制的活化變形液和添加劑成分來提高氧化釕材料的電化學(xué)性能，使得制備而成的多超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料,其比容量大、能量密度好、穩(wěn)定性高，另外該制備工藝環(huán)保低耗，工序簡單，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。（2）本發(fā)明的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料工序簡單,操作方便，原料易得，環(huán)保低耗，適于大規(guī)工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1（1）將5份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入1份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置20h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至60℃，靜置5h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為20mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)30min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍2份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽2份，4-羥基苯乙胺1份，乙氧酰胺苯甲酯2份,酪胺鹽酸鹽1份，乙酸冰片酯2份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至140℃，保溫60min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑4份，碳化硅1份，聚四氟乙烯2份，右旋奎寧酸3份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯3份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯1份，吡啶-4-甲酰肼1份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至150℃，保溫?zé)Y(jié)2h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為15mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2（1）將6份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入1份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置21h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至62℃，靜置5.2h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為22mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)32min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍3份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽2份，4-羥基苯乙胺1份，乙氧酰胺苯甲酯3份,酪胺鹽酸鹽2份，乙酸冰片酯3份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至150℃，保溫70min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑5份，碳化硅1份，聚四氟乙烯3份，右旋奎寧酸4份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯4份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯2份，吡啶-4-甲酰肼1份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至158℃，保溫?zé)Y(jié)2.5h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為17mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3（1）將7份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入2份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置23h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至64℃，靜置5.6h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為24mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)38min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍4份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽3份，4-羥基苯乙胺2份，乙氧酰胺苯甲酯2份,酪胺鹽酸鹽1份，乙酸冰片酯3份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至160℃，保溫75min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑6份，碳化硅2份，聚四氟乙烯4份，右旋奎寧酸5份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯4份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯2份，吡啶-4-甲酰肼2份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至162℃，保溫?zé)Y(jié)3.5h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為17mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4（1）將9份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入2份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置24h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至65℃，靜置6h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為25mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)40min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍5份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽3份，4-羥基苯乙胺2份，乙氧酰胺苯甲酯3份,酪胺鹽酸鹽2份，乙酸冰片酯4份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至170℃，保溫80min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑7份，碳化硅2份，聚四氟乙烯5份，右旋奎寧酸6份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯6份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯3份，吡啶-4-甲酰肼2份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至165℃，保溫?zé)Y(jié)4h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為20mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例1（1）將5份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入1份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置20h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至60℃，靜置5h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為20mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)30min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍2份，4-羥基苯乙胺1份，乙氧酰胺苯甲酯2份,酪胺鹽酸鹽1份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至140℃，保溫60min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑4份，聚四氟乙烯2份，右旋奎寧酸3份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯3份，2-羥基-2-甲基丙酸乙酯1份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至150℃，保溫?zé)Y(jié)2h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為15mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例2（1）將9份三水合三氯化釕溶于1l0.7%的乙酸溶液中，磁力攪拌器攪拌60min；（2）向步驟（1）中的三氯化釕溶液中加入2份活性炭，持續(xù)攪拌30min，然后室溫靜置24h；（3）向步驟（2）中的混合溶液中加入0.5mol/l的碳酸氫銨溶液，調(diào)節(jié)ph值，使溶液的最終ph值為4.8；（4）將步驟（3）的溶液加熱至65℃，靜置6h，使溶液沉淀分層；（5）將步驟（4）的溶液抽慮，取沉淀物，用去離子水洗滌3遍，抽慮壓強(qiáng)為25mpa;（6）將步驟（5）的沉淀物浸沒于活化變性液中，加熱至42℃，持續(xù)反應(yīng)40min，活化變性液組成為：15%鹽酸胍5份，二苯乙酸2-(二乙基氨基)乙基酯鹽酸鹽3份，4-羥基苯乙胺2份，乙酸冰片酯4份；（7）取出步驟（6）的沉淀物置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中，加熱至170℃，保溫80min，得到復(fù)合活性粉末;（8）將步驟（7）的復(fù)合活性粉末放于研缽中研磨均勻，然后按照比例加入添加劑混合物，然后再次研磨均勻，復(fù)合活性粉末與添加劑混合物的比例為11：1，添加劑混合物組成為：乙炔黑7份，碳化硅2份，聚四氟乙烯5份，磷酸三(2,3-二氯丙基)酯6份，吡啶-4-甲酰肼2份；（9）將步驟（8）中的混合粉末注入真空爐，加熱至165℃，保溫?zé)Y(jié)4h，然后加壓成型，壓強(qiáng)為20mpa。制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的性能測試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-4和對比例1-2的制得的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料進(jìn)行比電容、容量保留率、能量密度、放電時(shí)間這幾項(xiàng)性能測試。表1比電容（f/g,1a/g）容量保留率（%,1000循環(huán)伏安測試）能量密度（wh/kg）放電時(shí)間s實(shí)施例144593.210.27550實(shí)施例244394.110.19540實(shí)施例344093.510.25545實(shí)施例444193.810.15555對比例128062.14.85390對比例232059.36.49420本發(fā)明的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料的制備方法通過化學(xué)沉淀將氧化釕組分抽慮出來，利用抽慮、活化、變性、鼓風(fēng)干燥、真空加熱、加壓成型等工藝，應(yīng)用特制的活化變形液和添加劑成分來提高氧化釕材料的電化學(xué)性能，使得制備而成的多超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料,其比容量大、能量密度好、穩(wěn)定性高，另外該制備工藝環(huán)保低耗，工序簡單，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。本發(fā)明的超級(jí)電容器氧化釕基復(fù)合電極材料工序簡單,操作方便，原料易得，環(huán)保低耗，適于大規(guī)工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12