的制備方法及超級電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無機材料合成及其應(yīng)用，具體涉及一種電容器電極材料 β -NiMoO4的制備方法及超級電容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，能源枯竭和環(huán)境污染問題日益嚴重，開發(fā)新能源材料和新能源存儲系統(tǒng)已 經(jīng)成為世界性的研究熱點之一。隨著科技的發(fā)展和信息社會的到來，各種計算機有關(guān)的電 子設(shè)備，電能汽車及家用電器的逐步普及，對高性能存儲器備用電源的要求越來越高。同 時，這些儲能裝置除了對能量密度有一定要求外，對功率密度的要求也越來越高。
[0003] 然而，目前的電池受制作技術(shù)和成本的限制，如短的循環(huán)壽命，較慢的充放電，較 低的能量率密和功率密度；傳統(tǒng)的靜電電容器也因能量密度過低而不能滿足需求。因此，迫 切需要高功率性的儲能裝置以滿足當(dāng)前特殊應(yīng)用領(lǐng)域的需求。
[0004] 近來，電化學(xué)電容器成為人們的研究熱點，電化學(xué)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和二 次電池之間的一種新型儲能器件，具有比傳統(tǒng)電容器更高的能量密度和比二次電池更高的 功率密度，而且具有較高的循環(huán)壽命。
[0005] 眾所周知，納米半導(dǎo)體材料與其塊體材料相比，由于它們具有較大的比表面積和 尺寸，在能量收集和能量存儲應(yīng)用中具有潛在的優(yōu)勢。此外，適當(dāng)?shù)募{米結(jié)構(gòu)電極可以提高 它的功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性。到目前為止，各種贗電容器電極材料中，水合二氧化釕具有最 佳的性能，然而，它成本太高，阻礙了其在實際應(yīng)用中的應(yīng)用。從電極材料的角度，有效的策 略是利用材料本身的高性能和納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，特別是多金屬氧化物由于具有很好 的協(xié)同效果越來越受到人們的青睞，并且價格低廉。
[0006] 鉬酸鎳是滿足上述要求的材料，為了提高鉬酸鎳活著鉬酸鈷的超級電容性能，中 國專利CN103779105A和CN1038111189A提出了一種與石墨烯混合，制備復(fù)合材料的方法， CN201510115895提出了以油胺為碳源，采用碳包覆的方式，在鉬酸鈷和鉬酸鎳材料表面包 覆一層碳，制備得到復(fù)合電極材料。其制備方法復(fù)雜。
[0007] 其次目前以鉬酸鎳制成的超級電容器大都為液態(tài)，不易儲存，體積大。不方便使 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單的電容器電極材料β -NiMoO4 的制備方法，本發(fā)明的第二目的在于提供一種固態(tài)的超級電容器。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種電容器電極材料β -NiMoO4 的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0010] (1)、將二水鉬酸鈉和六水硝酸鎳按照摩爾比1:1加入超純水中，然后加氨水調(diào) ΡΗ7-8,攪拌混合至溶液清澈；
[0011] (2)、將經(jīng)過高錳酸鉀溶液浸泡的平紋碳布和/或碳纖維置于密閉反應(yīng)容器內(nèi)，然 后加入步驟（1)中的混合溶液，密封；
[0012] (3)、將步驟（2)準備好的密閉反應(yīng)容器置于能恒溫控制的加熱設(shè)備中加熱，在碳 布上生長出0 -附1〇〇4納米線；
[0013] (4)、將步驟（3)中的密閉反應(yīng)容器冷卻至室溫，取出碳布，經(jīng)清洗后，烘干，然后 在空氣中煅燒得到生長β -NiMoO4納米線的碳布或碳纖維。
[0014] 本發(fā)明合成方法，所采用的原料為較為廉價的二水鉬酸鈉和六水硝酸鎳，而且為 一步合成，即原料和反應(yīng)溶劑一次加入反應(yīng)器后置入恒溫爐內(nèi)加溫反應(yīng)，合成過程中可控 參數(shù)較少，合成成本低，反應(yīng)條件溫和，操作步驟簡單。β -NiMo04m米線是金屬氧化物材 料，表面積大，附著能力好，有較高的電導(dǎo)率，且具有良好的電容特性，能量密度和功率密度 大，循環(huán)壽命較長，具有優(yōu)異的超級電容性能。
[0015] 步驟（1)中，超純水的加入量為17ml/0. 025mol二水鉬酸鈉。
[0016] 所述密閉反應(yīng)容器由耐酸堿、耐高溫高壓的材料制成。優(yōu)選所述密封反應(yīng)容器為 鐵氟龍管。
[0017] 步驟（3)中加熱溫度為130_150°C，加熱時間5_14h。
[0018] 步驟（4)中，密閉反應(yīng)容器采用自然冷卻或在冷水中急冷的方式冷卻至室溫；烘 干的溫度為50-70Γ ;清洗過程為先先經(jīng)過去離子水清洗，然后用污水乙醇清洗，然后再在 丙酮中超聲清洗。
[0019] 步驟（4)中，煅燒溫度為400-500 °C，煅燒時間2-4h。
[0020] 本發(fā)明的另一目的是這樣實現(xiàn)的：一種超級電容器，其特征在于：其制備方法為：
[0021] 在碳棒上緊密纏繞生長β -NiMoOjfi米線的碳纖維，在碳纖維上涂覆電解液，然后 在碳纖維外纏繞一圈隔膜，再將涂有電解液的生長β -NiMoO4納米線的碳布纏繞在隔膜外 表面，得到纏繞式超級電容器。
[0022] 在上述方案中：所述電解液為聚乙烯醇-氯化鋰電解液。
[0023] 在上述方案中：被生長β -NiMoOjft米線的碳纖維纏繞的碳棒的長度為2cm。
[0024] 本發(fā)明的超級電容器為固態(tài)形式，易于儲存，便攜，體積小，采用生長-NiMoO4納米 線的碳纖維和碳布制成，該納米材料擁有很高的比表面積并且生長在碳布或碳纖維上，使 得它具有較高的電導(dǎo)率和電容性能。β -NiMoO4納米線可以將鋰離子吸附或者鎳離子發(fā)生 化學(xué)價氧化還原反應(yīng)而提高電容器的性能。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用一步法合成P-NiMoO4，即原 料和反應(yīng)溶劑一次加入反應(yīng)器后置入恒溫爐內(nèi)加溫反應(yīng)，合成過程中可控參數(shù)較少，合成 成本低，反應(yīng)條件溫和，操作步驟簡單，所采用的原料成本低，有較高的電導(dǎo)率，且具有良好 的電容特性，能量密度和功率密度大，循環(huán)壽命較長，具有優(yōu)異的超級電容性能。本發(fā)明制 成的超級電容器易于儲存，便攜，體積小、電容性能好。
【附圖說明】
[0028] 圖I (a)、（b)分別是本發(fā)明方法制備的生長在碳布上的β -NiMoOjft米線的XRD圖 和EDS圖，（c)和（d)為TEM圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明方法制備的生長在碳布上的β -NiMoO4納米線SEM圖。
[0030] 圖3(a)是本發(fā)明方法制備的生長在碳布上的β-NiMoOjft米線電容器相同電流 密度不同反應(yīng)時間充放電的對比圖；
[0031] (b)是140°C 8h的不同電流密度充放電圖；
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