CN108866603A - 一种电化学电容器电极制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学电容器电极制备方法，本发明利用复合电镀的方式将粉末材料与金属镍直接沉积在泡沫镍基体上：将镍盐与水配成一定的溶液，加热，然后加入无机氧化物粉体并且持续搅拌，裁切成所需尺寸的泡沫镍基体进行除油、水洗、活化等处理，或者经过除油、水洗、活化等处理后的泡沫镍裁切成所需尺寸，然后浸入到分散有无机氧化物粉体的镍盐溶液中作为阴极，以金属镍板作为阳极，通电一定时间，即制成电极。本发明使用范围广泛，电极制作艺简单，操作方便，无机氧化物与基体结合良好。
Description
技术领域
本发明涉及电化学电容器电极的制造，具体涉及一种电化学电容器电极制备方法。
背景技术
电化学电容器在最近些年在移动通讯、信息技术、航空航天等领域的不断应用，电化学电容器越来越受到人们的关注。电极的制备就显得很关键，但是在电化学电容器的电荷存储与转化过程中，无机氧化物作为电极活性材料，其导电性能很难保证电子的快速传递与转移，制约电化学电容器的电容性能和使用寿命。本发明就是使用复合电镀技术，提高无机氧化物与电极基体的结合性能和电化学电容器电极的导电性能，进而提高电化学电容器的电容性能和使用寿命。
目前电化学电容器电极的制备一般通过将活性粉体与各类碳材料混合后涂覆在电极基体上的方法。其中碳材料除了具有一定的存储电荷的作用外，还可以提高电极的导电性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电化学电容器电极制备方法。
本发明直接利用复合电镀的方式将粉末材料与金属镍直接沉积在泡沫镍基体上，包括如下步骤：
第一步制备好粉体材料，配置好电镀溶液；
第二步将粉体分散在电镀溶液中，具体做法为在电镀溶液中加入无机氧化物粉体并且持续搅拌；
第三步将电极基体置于电镀溶液中并且在一定的条件下电镀，具体做法为浸入到分散有无机氧化物粉体的镍盐溶液中作为阴极，以金属镍板作为阳极，通电一定时间，制成电极。
电镀次数为一次或者更多。
所述电镀溶液为镍盐和水，镍盐为硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍，或者是它们的混合物。
所述电极基体为泡沫镍基体，泡沫镍基体电镀前进行除油、水洗、活化处理。
所述泡沫镍基体可在处理前或处理后裁切成所需尺寸。
本发明具有的优点：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、使用范围广泛：可以适用大部分无机氧化物粉体，任何表面导电性能符合电镀镍要求的基体；
2、电极制作艺简单，操作方便，不需复杂设备；
3、无机氧化物与基体结合良好；
4、电极的比电容性能可通过改变复合镀的时间和/或待镀电极的电流密度进行一定程度的调控。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。比电容测试方法为恒电流充放电方法，测量中本发明制备的电极为工作电极，以Pt为辅助电极，Hg/HgO为参比电极，在5M KOH电解液中，充放电电流密度为1A/g。包括如下步骤:
实施例1
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将5mm厚的泡沫镍进行裁切，表面尺寸为1cm×2cm，裁切后的泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.3A/dm2,30s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为1050F·g-1。
实施例2
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将5mm厚的泡沫镍进行裁切，表面尺寸为1cm×2cm，裁切后的泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.3A/dm2,60s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为750F·g-1。
实施例3
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将5mm厚的泡沫镍进行裁切，表面尺寸为1cm×2cm，裁切后的泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.5A/dm2,30s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为1106F·g-1。
实施例4
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将5mm厚的泡沫镍进行裁切，表面尺寸为1cm×2cm，裁切后的泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中通电0.5A/dm2,60s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为680F·g-1。
实施例5
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将5mm厚的泡沫镍进行裁切，表面尺寸为1cm×2cm，裁切后的泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.5A/dm2,60s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为680F·g-1。
实施例6
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.6A/dm2,60s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为620F·g-1。
实施例7
①先将260g硫酸镍溶于蒸馏水中，待完全溶解后加入氯化镍30g搅拌溶解；
②再加入30g硼酸，加热至40℃；
③待硼酸完全溶解之后将1.6g SrMoO4粉末颗粒分散在溶液中搅拌均匀；
④将泡沫镍进行除油，水洗，活化之后将泡沫镍放入溶液中保持阴极电流密度为0.8A/dm2,60s后取出，经清洗和干燥后即制备完成。经复合电镀加工后的电极在充放电电流密度为1A/g下的比电容为500F·g-1。
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种电化学电容器电极制备方法，其特征在于，包括
第一步制备好粉体材料，配置好电镀溶液；
第二步将粉体分散在电镀溶液中，具体做法为在电镀溶液中加入无机氧化物粉体并且持续搅拌；
第三步将电极基体置于电镀溶液中并且在一定的条件下电镀，具体做法是将电极基体浸入到分散有无机氧化物粉体的镍盐溶液中作为阴极，以金属镍板作为阳极，通电一定时间，制成电极。
2.根据权利要求1所述的电化学电容器电极制备方法，其特征在于，电镀次数为一次或者更多。
3.根据权利要求1所述的电化学电容器电极制备方法，其特征在于，所述电镀溶液为镍盐和水，镍盐为硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍，或者是它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的电化学电容器电极制备方法，其特征在于，所述电极基体为泡沫镍基体，泡沫镍基体电镀前进行除油、水洗、活化处理。
5.根据权利要求1所述的电化学电容器电极制备方法，其特征在于，所述泡沫镍基体可在处理前或处理后裁切成所需尺寸。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060254922A1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-11-16 | Science & Technology Corporation @ Unm | Method of depositing films on aluminum alloys and films made by the method |
| CN1988226A (zh) * | 2005-12-21 | 2007-06-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一体式可再生燃料电池双效氧电极扩散层的制备方法 |
| CN101503805A (zh) * | 2009-01-24 | 2009-08-12 | 燕山大学 | 超级电容器和电池的复合正极材料的制备方法 |
| CN102290244A (zh) * | 2011-08-09 | 2011-12-21 | 淄博国利新电源科技有限公司 | 非对称大动力电容电池的制备方法 |
| CN107946089A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-20 | 常州大学 | 一种MnFe2O4/rGO复合材料的制备方法及其作为超级电容器电极材料的应用 |
| CN108597893A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-28 | 江苏大学 | 一种基于泡沫镍上的超级电容器复合电极材料的制备方法 |
-
2018
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060254922A1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-11-16 | Science & Technology Corporation @ Unm | Method of depositing films on aluminum alloys and films made by the method |
| CN1988226A (zh) * | 2005-12-21 | 2007-06-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一体式可再生燃料电池双效氧电极扩散层的制备方法 |
| CN101503805A (zh) * | 2009-01-24 | 2009-08-12 | 燕山大学 | 超级电容器和电池的复合正极材料的制备方法 |
| CN102290244A (zh) * | 2011-08-09 | 2011-12-21 | 淄博国利新电源科技有限公司 | 非对称大动力电容电池的制备方法 |
| CN107946089A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-20 | 常州大学 | 一种MnFe2O4/rGO复合材料的制备方法及其作为超级电容器电极材料的应用 |
| CN108597893A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-28 | 江苏大学 | 一种基于泡沫镍上的超级电容器复合电极材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ROBERT P. SOCHA ET AL: "Particle-electrode surface interaction during nickel electrodeposition from suspensions containing SiC and SiO2 particles", 《COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEM. ENG. ASPECTS》 * |
| 高晓亮: "电沉积制备泡沫镍/镍–硫–二氧化钛复合电极及其析氢催化活性", 《电镀与涂饰》 * |
Also Published As
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