本發(fā)明涉及一種制備層片狀鈷鎳硫化合物的超級電容器電極材料的方法，屬于材料合成領域。

背景技術：

隨著傳統(tǒng)化石能源的弊端越來越凸顯，新能源的使用越來越廣泛，而超級電容器做為一種新型高效儲能元器件而備受關注。超級電容器具有充放電速率快、循環(huán)性能好、功率密度高等優(yōu)點，在電動汽車、啟動電源、后備電源等領域有較大的應用前景。電極材料是決定超級電容器性能高低的核心因素，因而開發(fā)出一種高性能的電極材料就顯得尤為關鍵。電極材料依據(jù)其儲能機理的不同可分為雙電層電容器和贗式電容器，前者的儲能機理是由靜電荷從活性材料的吸脫附來決定，而后者則是靠活性材料與電解液發(fā)生法拉第反應來實現(xiàn)。贗式電容器由于可以發(fā)生氧化還原反應，其比電容值較高，使其顯得尤為注目。

鈷鎳硫化合物由于具有高導電率、形貌多樣、理論比電容值高等優(yōu)勢吸引了眾多科研工作者的目光。而在現(xiàn)有關于鈷鎳硫（coni2s4，nico2s4）化合物的文獻報道中，其制備方法基本為水熱法，但是水熱法存在著反應時間長、能耗高、生產(chǎn)效率低、對反應容器有嚴苛要求等不利因素，不利于該電極材料的大規(guī)模生產(chǎn)，因而開發(fā)新的制備方法來合成鈷鎳硫化合物就顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種超級電容器電極材料鈷鎳硫化合物的制備方法，所制備的材料電化學性能優(yōu)異，與原有的水熱法相比，且該方法工藝簡單，生產(chǎn)效率高。

本發(fā)明的技術方案如下：

（1）將一定量的鎳鹽、鈷鹽、六次亞甲基酰胺、去離子水和乙醇加入到燒瓶中，室溫下磁力攪拌30分鐘，得到均勻溶液；

（2）將燒瓶置于120~150℃的油浴鍋中反應2~6小時，同時對燒瓶冷凝回流，自然冷卻后，將反應沉淀物用去離子水和乙醇多次離心清洗；

（3）將硫代乙酰胺與步驟（2）的產(chǎn)物混于去離子水，攪拌均勻后放入燒瓶，再將燒瓶放入120~150℃油浴鍋中反應1~4小時并同時伴隨著冷凝回流，將反應產(chǎn)物用去離子水和乙醇各離心清洗；

（4）將該洗滌物放入真空烘箱干燥。

步驟（1）中鎳鹽、鈷鹽、六次亞甲基酰胺的摩爾比為1:2:(4~6)。

步驟（1）中的鎳鹽可以是ni(no3)2·6h2o、nicl2·6h2o、ni(ac)2·4h2o，鈷鹽可以是co(no3)2·6h2o、cocl2·6h2o、co(ac)2·4h2o。

步驟（1）中去離子水和乙醇體積比0.8~1.2。

步驟（2）中液體相對于燒瓶的填充度約為0.2~0.5。

步驟（3）中鎳與硫的摩爾比為1:(4~8)。

步驟（3）中硫代乙酰胺可由同等摩爾量的九水硫化鈉替代。

步驟（4）中真空干燥溫度為60~80℃，干燥時間為6~12小時。

與現(xiàn)有的制備方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：所制備的電極材料鈷鎳硫化合物呈現(xiàn)層片狀立體三維結構、高比表面積、恰當?shù)目讖椒植?，比容量高，?yōu)異的循環(huán)性能，且制備方法具有操作簡單、對環(huán)境友好、生產(chǎn)效率高和易于實現(xiàn)大規(guī)模推廣等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中實施例1中所制備材料的xrd圖譜，經(jīng)與標準pdf卡片對比，證明所制備的材料確為coni2s4/co9s8電極材料；

圖2是本發(fā)明中實施例中1所制備的coni2s4/co9s8電極材料的掃描電鏡圖片，由圖2可知所制備的coni2s4/co9s8材料主要呈現(xiàn)層片狀結構；

圖3是本發(fā)明中實施例3中所制備的納米片狀coni2s4/co9s8電極材料循環(huán)伏安特性曲線圖，由圖3可知所合成的coni2s4/co9s8材料在充放電過程中有明顯的法拉第反應，呈現(xiàn)贗式電容特性；

圖4是本發(fā)明中實施例3中所制備的納米片狀coni2s4/co9s8電極材料的比電容值，在電流密度為1、2、4、5、6、8、10、15、20ag^-1下，其比電容值分別高達1140、1119、1075、1055、1036、999、965、897、813fg^-1，可見其比電容性能、倍率性能優(yōu)異。

下面結合具體實例對本發(fā)明的技術方案進一步闡述，這些實施例僅用于闡述本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明所保護的范圍。

實施例1

（1）依次將1mmolni(no3)2·6h2o，2mmolco(no3)2·6h2o，5mmol六次亞甲基酰胺，50ml去離子水和20ml乙醇放入250ml燒瓶中，在室溫下磁力攪拌三十分鐘。

（2）將燒瓶置于150℃恒溫油浴鍋中，冷凝回流3小時，反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（3）再將該離心產(chǎn)物與6mmol硫代乙酰胺混于70ml去離子水，攪拌30分鐘，再置于250ml的燒瓶中并放入130℃恒溫油浴鍋中，進行冷凝回流反應2小時，待反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（4）將反應產(chǎn)物置于真空烘箱中，在70℃下干燥10小時，得到最終反應產(chǎn)物。

實施例2

（1）依次將0.5mmolnicl2·6h2o，1mmolcocl2·6h2o，2mmol六次亞甲基酰胺，50ml去離子水和30ml乙醇放入250ml燒瓶中，在室溫下磁力攪拌三十分鐘。

（2）將燒瓶置于150℃恒溫油浴鍋中，冷凝回流4小時，反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（3）再將該離心產(chǎn)物和3mmol九水硫化鈉混于60ml去離子水，攪拌30分鐘，再置于200ml燒瓶中并放入120℃恒溫油浴鍋中，進行冷凝回流反應3小時，待反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（4）將反應產(chǎn)物置于真空烘箱中，在60℃下干燥12小時，得到最終反應產(chǎn)物。

實施例3

（1）依次將1mmolni(no3)2·6h2o，2mmolco(no3)2·6h2o，6mmol六次亞甲基酰胺，50ml去離子水和20ml乙醇放入250ml燒瓶中，在室溫下磁力攪拌三十分鐘。

（2）將燒瓶置于150℃恒溫油浴鍋中，冷凝回流3小時，反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（3）再將該離心產(chǎn)物與6mmol九水硫化鈉混于70ml去離子水，攪拌30分鐘，再置于200ml的圓底燒瓶中并放入140℃恒溫油浴鍋中，進行冷凝回流反應2小時，待反應結束后自然冷卻，將反應沉淀產(chǎn)物分別用去離子水、乙醇各離心清洗三遍。

（4）將反應產(chǎn)物置于真空烘箱中，在80℃下干燥10小時，得到最終反應產(chǎn)物。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種層片狀超級電容器電極材料的制備方法。它主要包含以下步驟：將一定量的鎳鹽、鈷鹽、六次亞甲基酰胺、去離子水和乙醇放入燒瓶，在室溫下攪拌均勻，再轉移到120~150℃恒溫油浴鍋中，冷凝回流2~6小時，將燒瓶內(nèi)的沉淀物用水和乙醇離心清洗；再將上述離心洗滌物與硫代乙酰胺混于去離子水中并攪拌均勻，再次在120~150℃的恒溫油浴鍋內(nèi)，冷凝回流1~4小時，將反應生成物離心清洗，并真空干燥，最終得到電極材料CoNi2S4/Co9S8。

技術研發(fā)人員：黃婉霞;趙封林;周登梅;施奇武
受保護的技術使用者：四川大學
技術研發(fā)日：2017.03.31
技術公布日：2017.07.21