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【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于超級電容器領域,具體涉及一種鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物及其應用。
技術介紹
1、為應對緊迫的環境和能源危機,需要開發和研究更多綠色和清潔可持續的儲能技術,特別是緊湊型、便攜式的儲能裝置。相較于電池和其它儲能裝置,超級電容器因其優異的長循環穩定性、超高的功率密度和快速的充放電能力等優勢,在緊湊型、便攜式儲能領域吸引了眾多研究者。而低的能量密度,特別是低的體積能量密度,嚴重限制了超級電容器在便攜式儲能裝置中的應用。而電極材料作為儲能裝置中關鍵的組成部分,對儲能裝置的儲能能力起著至關重要的作用;因此,開發高體積性能的電極材料一直是超級電容器以及鋰離子電池在小型化便攜式儲能領域的重要組成部分,也是探索下一代具有高體積能量密度和高體積功率密度的研究熱點。
2、金屬有機配合物(mocps),簡稱配合物,也被稱為金屬有機框架(mofs),作為一類通過金屬節點與有機配體構建的晶型材料,因其豐富的孔道結構、高的孔隙率和大的比表面積,被廣泛應用于超級電容器。普通配合物,通常具有密度低的缺點,導致其作為超級電容器電極材料時低的體積性能,限制了其在小型化、便攜式儲能設備中的應用。ni(oh)2作為超級電容器負極材料,具有高比電容、大的密度(4.1g?cm-3)、低成本和環境友好等優點,在超級電容器中被廣泛關注。但ni(oh)2差的電導率容易導致低的倍率性能和差的循環壽命,限制了其在儲能設備中的實際應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足,
2、本專利技術采取的技術方案如下:一種鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物,其制備方法包括以下步驟:
3、(1)將氫氧化鋰、水楊酸溶解到無水乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶劑中,得到溶液a,其中,無水乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的體積比為18.3:1.7;
4、(2)配置鎳離子溶液,得到溶液b,將溶液b加入到溶液a中,攪拌分散,得到反應液;
5、(3)將反應液于100-150℃的溫度下反應制備得到固體產物,冷卻、過濾、洗滌、烘干,得到鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物。
6、所述鎳離子溶液為水溶性鎳鹽溶于去離子水中得到,所述水溶性鎳鹽可為六水合硝酸鎳、四水合乙酸鎳、六水合硫酸鎳和六水合氯化鎳等中的一種或多種。
7、如上所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物作為超級電容器電極材料的應用。
8、一種超級電容器電極材料,其包括如上所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物。
9、一種超級電容器,其包括如上所述的超級電容器電極材料。
10、本專利技術的有益效果如下:本專利技術水楊酸為配體,氫氧化鋰為堿源,用于脫去配體官能團中的質子,鎳鹽中的鎳離子作金屬源,采用特定比例的無水乙醇/dmf的混合溶劑,通過溶劑熱法制備ni-cp與ni(oh)2復合的材料,將其用作超級電容器電極材料,展現出優異的電化學性能,尤其是體積性能,為后續開發高性能電極材料,提供了新策略。
11、本專利技術的一個實施例,在三電極體系中,在1a?g-1的電流密度下,比電容達到了1327.14f?cm-3(800.45f?g-1),展現出優異的體積性能;將其與tt(zn/b)-700組裝成非對稱超級電容器,在0.5a?g-1的電流密度時,擁有174.12f?cm-3(105.02f?g-1)的比電容;在757.82w?l-1(457.07w?kg-1)的功率密度下,能量密度更是達到了45.03wh?l-1(37.34wh?kg-1),表現出優異的體積性能,作為下一代儲能裝置,將其用于便攜式儲能,擁有巨大的的競爭力。
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1.一種鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物,其特征在于其制備方法包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物,其特征在于:所述鎳離子溶液為水溶性鎳鹽溶于去離子水中得到,所述水溶性鎳鹽可為六水合硝酸鎳、四水合乙酸鎳、六水合硫酸鎳和六水合氯化鎳等中的一種或多種。
3.如權利要求1或2所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物作為超級電容器電極材料的應用。
4.一種超級電容器電極材料,其包括如權利要求1或2所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物。
5.一種超級電容器,其包括如權利要求4所述的超級電容器電極材料。
【技術特征摘要】
1.一種鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物,其特征在于其制備方法包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的鎳基功能配合物衍生氫氧化鎳復合物,其特征在于:所述鎳離子溶液為水溶性鎳鹽溶于去離子水中得到,所述水溶性鎳鹽可為六水合硝酸鎳、四水合乙酸鎳、六水合硫酸鎳和六水合氯化鎳等中的一種或...
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