CN114429868A - 三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法 - Google Patents
三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，具体为：首先，将石墨箔用作阳极，铂丝用作阴极，进行电化学剥离，之后溶于去离子水中，将形成的石墨烯离心液抽滤成膜；再将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行水热处理，得到NiCo(OH)粉末；将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，进行水热反应，得到磁NiCo2S4；将NiCo2S4溶于去离子水中，倒在之前形成的膜上，并抽滤，形成双层膜；将石墨烯离心液倒在双层膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可。本发明的三明治结构电极材料，促进了离子和电子的传输；NiCo2S4在夹层中间，提供部分赝电容，提高了材料的电化学性能。
Description
技术领域
本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍(NiCo2S4)电极材料的制备方法。
背景技术
随着人类社会对能源的需求，锂离子电池、燃料电池、太阳能电池和超级电容器等新型储能和转换装置的研发至关重要。其中，超级电容器由于同时兼具电池高的能量密度和传统电容器大的功率密度等优点，近些年来受到科学界广泛关注。作为一种优异的超级电容器电极材料，石墨烯具有良好的导电性、优异的电子迁移率和大的比表面积。但由于范德瓦尔斯力和π-π键堆垛的作用，溶液或基底上的石墨烯在制备、保存和测试等过程中容易发生不可逆的团聚，这不利于其比表面积的充分利用。
自支撑石墨烯(SGr)因具有良好的力学强度和较高的表面能，其产生的褶皱形貌在一定程度上减少了这种团聚。但SCr本质上仍旧是双电层电容，这就导致电容普遍较小，难以满足实际应用中的能量需求。将SCr与导电聚合物复合可明显改善电容性能。将石墨烯与镍钴硫化物结合获得三明治结构的复合材料为超级电容器电极制备的一种有效方法。
发明内容
本发明的目的是提供三明治结构石墨烯/NiCo2S4电极材料的制备方法，解决了现有电极材料制备中掺杂集流体和粘结剂导致的导电性低、稳定性差的问题。
本发明所采用的技术方案是，三明治结构石墨烯/NiCo2S4电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，干燥，得到NiCo(OH)粉末；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，混合均匀，超声之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。
本发明的特点还在于，
步骤1中，具体为：将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，即可得到剥离石墨烯。
步骤4中，NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3。
步骤4中，超声处理时间为25min；水热反应温度为150-180℃，水热反应时间为22-26h。
步骤5中，NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2。
步骤5中，超声处理时间为10-30min；水热反应温度为180-260℃，水热反应时间为8-16h。
本发明的有益效果是：通过简单的真空辅助抽滤成膜的方法制备出具有三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯的复合薄膜，得到具有柔性、自支撑的复合电极材料。通过简单的制备方法获得具有三明治结构的薄膜电极材料，促进离子和电子的传输；NiCo2S4在夹层中间，提供部分赝电容，提高了整体的电化学性能，形成无集流体和黏结剂的自支撑结构，且具有高导电性、柔韧性和机械稳定性。所制备的三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯的复合薄膜用作电极，其比容量约为0.0631mF cm-2。
附图说明
图1为本发明实施例1-3制备的三明治结构剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料的循环伏安特性曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细说明。
本发明三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍(NiCo2S4)电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
离心转速为3000r/min，离心时间为20min；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，干燥，得到NiCo(OH)粉末；
NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3；
超声处理时间为25min；水热反应温度为150-180℃，水热反应时间为22-26h；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2；
超声处理时间为10-30min；水热反应温度为180-260℃，水热反应时间为8-16h；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，超声混合均匀，之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。
实施例1
本发明三明治结构石墨烯/NiCo2S4电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
离心转速为3000r/min，离心时间为20min；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，80℃干燥12h，得到NiCo(OH)粉末；
NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3；
超声处理时间为25min；水热反应温度为160℃，水热反应时间为24h；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2；
超声处理时间为30min；水热反应温度为180℃，水热反应时间为16h；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，超声混合均匀，之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。剥离石墨烯、NiCo2S4、剥离石墨烯的摩尔比为3：1：3。
实施例2
本发明三明治结构石墨烯/NiCo2S4电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
离心转速为3000r/min，离心时间为20min；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，干燥，得到NiCo(OH)粉末；
NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3；
超声处理时间为25min；水热反应温度为150℃，水热反应时间为22h；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2；
超声处理时间为30min；水热反应温度为200℃，水热反应时间为12h；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，超声混合均匀，之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。剥离石墨烯、NiCo2S4、剥离石墨烯的摩尔比为2：1：2。
实施例3
本发明三明治结构石墨烯/NiCo2S4电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
离心转速为3000r/min，离心时间为20min；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，干燥，得到NiCo(OH)粉末；
NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3；
超声处理时间为25min；水热反应温度为150℃，水热反应时间为22h；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2；
超声处理时间为25min；水热反应温度为180℃，水热反应时间为15h；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，超声混合均匀，之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。剥离石墨烯、NiCo2S4、剥离石墨烯的摩尔比为1：1：1。
将实施例1-3制备得到的三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料作为自支撑电极，PVA/H3PO4凝胶作为电解质测试其性能。用科斯特电化学工作站将上述组装好的器件用于循环伏安法的测定。图1是循环伏安特性曲线及比容量随电流密度的变化曲线，在扫描速率增大时保持了良好的形状。
Claims (6)
1.三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将石墨箔用作碳电极，即阳极，铂丝用作阴极，用于石墨的电化学剥离，得到剥离石墨烯；
步骤2、将剥离石墨烯溶于去离子水中，进行超声，然后离心，形成石墨烯离心液；
步骤3、将石墨烯离心液抽滤成膜；
步骤4、将NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素混合，进行超声处理，再转入高压反应釜中进行水热处理，得到水热产物；将水热产物用去离子水进行真空过滤，干燥，得到NiCo(OH)粉末；
步骤5、将NiCo(OH)粉末、硫脲与H2O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中进行水热反应，将得到的水热产物用去离子水进行真空过滤，得到磁性粒子NiCo2S4；
步骤6、将磁性粒子NiCo2S4溶于去离子水中，混合均匀，之后倒在步骤3形成的膜上，并抽滤成膜；
步骤7、将步骤2中的石墨烯离心液倒在步骤6形成的膜上，并再次抽滤成膜，干燥，即可得到三明治结构的剥离石墨烯-NiCo2S4-剥离石墨烯电极材料。
2.根据权利要求1所述的三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：将石墨箔和铂电极放置在0.1M(NH4)2SO4的溶液中，然后通过向石墨电极施加9.9V正电压进行电化学剥离，石墨剥落完成后，将产物用去离子水进行真空过滤，过滤时使用孔径为0.45μm的滤膜，即可得到剥离石墨烯。
3.根据权利要求1所述的三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和尿素的摩尔比为1：1：3。
4.根据权利要求1所述的三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，超声处理时间为25min；水热反应温度为150-180℃，水热反应时间为22-26h。
5.根据权利要求1所述的三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，NiCo(OH)粉末与硫脲的质量比为1：2。
6.根据权利要求1所述的三明治结构石墨烯/四硫化二钴合镍电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，超声处理时间为10-30min；水热反应温度为180-260℃，水热反应时间为8-16h。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015008615A1 (ja) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 金属水酸化物配向電極材料、金属水酸化物含有電極とそれらの製造方法及び金属水酸化物含有キャパシター |
| WO2015129820A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | グラフェン／ＣＮＴ複合体電極装備Ｌｉイオン・スーパーキャパシター及びその製造方法 |
| US20150380173A1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Southwest University | Battery type super capacitor electrode material having high power density and high energy density and method for preparing the same |
| CN106057497A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 常州大学 | 一种三明治结构复合石墨烯纸电极材料的制备方法 |
| KR20180106166A (ko) * | 2017-03-17 | 2018-10-01 | 영남대학교 산학협력단 | 전도성 탄소전극 상의 3차원 계층적 메조기공 구조의 NiCo2S4/Ni(OH)2 중심-껍질 나노시트 배열 복합체 제조방법과 고성능 슈퍼커패시터에의 응용 |
| CN110415994A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-05 | 昆明云大新能源有限公司 | 一种电化学能量储存用三维纳米复合电极材料及其制备方法 |
| CN111199834A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-26 | 杭州电子科技大学 | 一种硫化钴/多层石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN111732095A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-02 | 苏州碳素集电新材料有限公司 | 自支撑石墨烯二氧化锰纳米线复合薄膜电极及其制备方法 |
| WO2021022337A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | University Of Technology Sydney | A solid-state supercapacitor and a process for producing a solid-state supercapacitor |
-
2021
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015008615A1 (ja) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 金属水酸化物配向電極材料、金属水酸化物含有電極とそれらの製造方法及び金属水酸化物含有キャパシター |
| WO2015129820A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | グラフェン／ＣＮＴ複合体電極装備Ｌｉイオン・スーパーキャパシター及びその製造方法 |
| US20150380173A1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Southwest University | Battery type super capacitor electrode material having high power density and high energy density and method for preparing the same |
| CN106057497A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 常州大学 | 一种三明治结构复合石墨烯纸电极材料的制备方法 |
| KR20180106166A (ko) * | 2017-03-17 | 2018-10-01 | 영남대학교 산학협력단 | 전도성 탄소전극 상의 3차원 계층적 메조기공 구조의 NiCo2S4/Ni(OH)2 중심-껍질 나노시트 배열 복합체 제조방법과 고성능 슈퍼커패시터에의 응용 |
| CN110415994A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-05 | 昆明云大新能源有限公司 | 一种电化学能量储存用三维纳米复合电极材料及其制备方法 |
| WO2021022337A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | University Of Technology Sydney | A solid-state supercapacitor and a process for producing a solid-state supercapacitor |
| CN111199834A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-26 | 杭州电子科技大学 | 一种硫化钴/多层石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN111732095A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-02 | 苏州碳素集电新材料有限公司 | 自支撑石墨烯二氧化锰纳米线复合薄膜电极及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| M DONG ET AL.: ""Vital effect of sufficient vulcanization on the properties of Ni-Co-S/graphene composites for supercapacitor"", 《CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE》, vol. 221, pages 1 - 8 * |
| Z MA ET AL.: ""Carbon nanotubes interpenetrating MOFs-derived Co-Ni-S composite spheres with interconnected architecture for high performance hybrid supercapacitor"", 《JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE》, vol. 602, pages 627 - 635, XP086758884, DOI: 10.1016/j.jcis.2021.06.027 * |
| 秦勇;赵悠;晁磊;王成;储富强;孔泳;陶永新;: ""石墨烯负载钴镍双金属氢氧化物纳米线的制备与性能研究"", 《常州大学学报(自然科学版)》, vol. 27, no. 04, pages 1 - 6 * |
| 肖雪纯 等: ""钴镍硫化物及复合材料的制备及其性能的研究"", 《电源技术》, vol. 43, no. 11, pages 1867 - 1870 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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