2cm*0.2mm的Pt片作為對電極，飽和甘隸電極作為參比電極。導通IV的直流電壓，在25°C下， 電沉積5min。然后，將所得到的樣品分別用去離子水或分析純級乙醇清洗干凈，再浸泡于體 積分數(shù)為50%憐酸和50%銘酸的混合溶液中，除去多孔氧化侶模板，得到長度約為20WI1的 儀銅合金納米線。之后，將得到的儀銅合金納米線置于20ml濃度為0.02mol/L的硝酸儀和 40ml濃度為0.04mol/L的硝酸鉆的混合水溶液中，利用碳酸鋼緩沖液，調(diào)節(jié)抑值至9左右，電 沉積5min，在其上原位電沉積一層非晶的儀鉆氨氧化物。最后，將所得到的樣品用去離子水 和乙醇清洗干凈，60°C真空干燥lOh，即得儀銅合金納米線/儀鉆氨氧化物復合電極。
[0038] 將制成的復合電極裝配成Ξ電極體系進行性能檢測，測試該超級電容器電極的質(zhì) 量比容量和充放電循環(huán)性能。測試結(jié)果:本實施例制備的儀銅合金納米線/非晶儀鉆氨氧化 物復合電極最大比容量達到1655F/g;循環(huán)2000次后，比容量保持97.5% W上。
[0039] 改變制備儀銅合金納米線的前驅(qū)體成分、制備條件W及模板去除劑，其它條件不 變，得到的合金納米線/非晶儀鉆氨氧化物復合電極性能如表1所示。從表1可W看出，改變 金屬電極的成分和厚度、合金納米線前驅(qū)體成分、電沉積時間和模板去除劑的種類，會顯著 影響所制備復合電極的質(zhì)量比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。其中，金屬電極作為金屬/合金納米線的 支撐基板，其厚度和穩(wěn)定性對于金屬/合金納米線的形成和形貌具有重要作用;合金納米線 前驅(qū)體成分直接決定了合金納米線的成分和均勻性，進而決定了其對鉆儀歴電容性能的促 進作用;而電沉積時間和模板去除劑則對合金納米線的長度和完整度有一定影響。特別的， 當合金納米線前驅(qū)體中含有銅離子時，易于形成含有銅的合金納米線。而銅由于存在一價 銅離子和二價銅離子，電化學活性較高，能夠參與到儀鉆儲能的化學反應中，顯著提升其電 荷交換和傳輸速率，使儀鉆的電化學儲能性能得到充分發(fā)揮，因而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā) 明得到的質(zhì)量比容量明顯提高。
[0040]
[0041] 表1不同合金納米線的前驅(qū)體成分、制備條件W及模板去除劑下的測定結(jié)果
[0042] 實施例2
[0043] 按照實施例1所述的步驟，先在多孔氧化侶模板的一端蒸鍛一層20nm厚的銀電極， 作為電沉積的負極。然后，分別量取20ml濃度為0.02mol/L硫酸儀水溶液和20ml濃度為 O.Olmol/L硫酸銅水溶液，混合均勻，作為電沉積制備合成儀銅合金納米線的前驅(qū)體。再采 用Ξ電極法在多孔氧化侶模板上原位電沉積制備儀銅合金納米線。其中，鍛銀的多孔氧化 侶作為工作電極，2cm巧cm*0.0.02mol/L的Pt片作為對電極，飽和甘隸電極作為參比電極。 導通IV的直流電壓，在25°C下，電沉積5min。再將所得到的樣品分別用去離子水和乙醇清洗 干凈，然后浸泡于體積分數(shù)為50%憐酸巧0%銘酸的混合溶液中，除去多孔氧化侶模板，即 得到長度約為20μπι的儀銅合金納米線。
[0044]
[0045] 表2不同儀鉆氨氧化物前驅(qū)體成分、制備條件和干燥后處理條件下的測定結(jié)果
[0046] 在制得與實施例1相同的儀銅合金納米線后，分別改變儀鉆氨氧化物前驅(qū)體的成 分、制備條件W及干燥后處理條件，在其它條件不變的前提下，得到的超級電容器電極性能 如上表2所示。
[0047] 從表2可W看出，改變前驅(qū)體的成分、制備條件W及干燥后處理條件，會明顯影響 所制得復合電極的質(zhì)量比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，但無論如何變化，本發(fā)明制得的復合電極，其 質(zhì)量比容量與現(xiàn)有技術(shù)相比，都具有明顯提高，并且能夠保持一個相對穩(wěn)定的循環(huán)性。由此 可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步，具有很高的創(chuàng)造 性。
[004引上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用 本發(fā)明的設計原理，W及在此基礎(chǔ)上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應屬于本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極，其特征在于，由金屬/合金與 非晶鎳鈷氫氧化物均勻復合而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極，其特征 在于，所述非晶鎳鈷氫氧化物的分子式為Ni xC〇y (0H)2(x+y)，且x:y=l:(0.5~2)。3. -種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 在多孔氧化錯模板的一端蒸鍍一層金屬電極，作為電沉積的負極； (2) 選擇金屬鹽溶液作為前驅(qū)體，在步驟(1)所得的多孔氧化鋁模板上原位電沉積制備 金屬/合金納米線； (3) 依次用去離子水和乙醇將步驟(2)所得的樣品清洗干凈，然后浸泡于弱酸或者強堿 溶液中，除去多孔氧化鋁模板； (4) 依次用去離子水和乙醇將步驟(3)所得的樣品清洗干凈，然后置于鎳鹽和鈷鹽的混 合溶液中，調(diào)節(jié)pH值，在其上原位電沉積鎳鈷氫氧化物； (5) 依次用去離子水和乙醇將步驟(4)所得的樣品清洗干凈，充分干燥，即得金屬/非晶 鎳鈷氫氧化物復合電極。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(1)中，蒸鍍的金屬電極材料為金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鋅、錫、銦、 鎵中的一種，所述蒸鍍層金屬厚度為20nm~1000nm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述前驅(qū)體中金屬鹽為硝酸銀、硝酸鋅、硫酸鋅、硝酸 鋁、硫酸鋁、氯化鋁、碘化鈷、溴化鈷、氯化鈷、氟化鈷、硫酸鈷、碳酸鈷、硝酸鈷、乙酸鈷、磷酸 鈷、環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷、新癸酸鈷、硼酰化鈷、碘化鎳、溴化鎳、氯化鎳、氟化鎳、硫酸鎳、硫 酸鎳銨、碳酸鎳、硝酸鎳、乙酸鎳、檸檬酸鎳、硫化鎳、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅中的一種或多 種;所述前驅(qū)體的溶劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、氯仿、乙烯二醇、二甲基乙酰胺、二 甲亞砜、二芐醚、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或多種;所 述金屬鹽溶液的濃度為0.005~0.5mol/L，所述金屬/合金納米線的長度為1~100μπι，所述電 》幾積時間為l _l〇〇min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(3)中，用于除去多孔氧化鋁模板的弱酸為磷酸、鉻酸、偏硅酸、 乙酸、亞硫酸中的一種或者多種，用于除去多孔氧化鋁模板的強堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化 鉀、氫氧化鋇、氫氧化鋰中的一種或者多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述鎳鹽為碘化鎳、溴化鎳、氯化鎳、氟化鎳、硫酸鎳、硫 酸鎳銨、碳酸鎳、硝酸鎳、乙酸鎳、檸檬酸鎳中的一種或多種;所述鈷鹽為碘化鈷、溴化鈷、氯 化鈷、氟化鈷、硫酸鈷、碳酸鈷、硝酸鈷、乙酸鈷、磷酸鈷、環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷、新癸酸鈷、硼 ?；捴械囊环N或多種;所述鎳鹽和鈷鹽的混合溶液的溶劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁 醇、氯仿、乙烯二醇、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、二芐醚、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、 N，N-二甲基甲酰胺中的一種或多種。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(4)中，調(diào)節(jié)后溶液的pH值為6~10,調(diào)節(jié)pH值的電解質(zhì)為碳酸 鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、磷酸鈉、碳酸鉀等中的一種或者多種。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(5)中，干燥過程在真空環(huán)境或者氮氣保護環(huán)境中進行，干燥時 間為1~15h，干燥溫度為30~120°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備 方法，其特征在于，所述步驟(4 )的最終溶液濃度為0.005~0.5mo 1 /L，所述電沉積時間為1 -100min〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級電容器用金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極的制備方法，其步驟包括：（1）制備電沉積的負極；（2）制備金屬/合金納米線；（3）除去金屬/合金納米線的支撐基板；（4）在金屬/合金納米線上電沉積鎳鈷氫氧化物；（5）制得金屬/非晶鎳鈷氫氧化物復合電極。同時，本發(fā)明還公開了上述制備方法所制得的復合電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該復合電極能夠有效提高超級電容器的質(zhì)量比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。
【IPC分類】H01G11/86, H01G11/30
【公開號】CN105655143
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】趙曉沖, 程禹, 楊盼, 楊麗軍, 郝亞偉, 馬策
【申請人】中國工程物理研究院材料研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年4月11日