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      一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法

      文檔序號:9549244閱讀:264來源:國知局
      一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法
      【專利說明】一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法
      [0001]
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0002]本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域,涉及一種超級電容器的電極材料,特別涉及一種二氧化錳/碳復(fù)合材料,具體來說是一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法。
      【背景技術(shù)】
      [0003]超級電容器是一種新型的能量貯存、轉(zhuǎn)換裝置,具有高能量密度、快速充放電、長壽面、低污染等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于電動汽車及各類電子產(chǎn)品中,而電極材料則是對其性能的主要影響因素。
      [0004]目前,Μη02由于其優(yōu)異的電化學(xué)性能,被普遍認為是最有可能成為仙02的替代品的材料,然而純的11102具有導(dǎo)電性差,性能利用率低等局限。二氧化錳/碳微球的復(fù)合材料則兼具碳材料良好的導(dǎo)電性和胞02高比電容的特點,是一種性能更優(yōu)的電極材料。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,所述的這種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用水熱法制備二氧化錳/碳微球電極工藝復(fù)雜、能耗高的技術(shù)問題。
      [0006]本發(fā)明提供了一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,以惰性電極為陰、陽極,以含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液為電解液,采用恒壓的方式進行電解,所述的電壓為1-300V,控制溫度為25~90°C,電解完后,將陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗,然后烘干,即得二氧化錳/碳微球電極;在所述含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液中,錳離子的濃度為0.001-0.01mol/L,有機試劑的體積濃度為0.05-0.5 ;所述的有機試劑為η-甲級吡咯烷酮、甲醇、乙醇或丙酮中的一種或兩種以上混合物。
      [0007]進一步的,所述惰性電極為不銹鋼電極、玻碳電極、石墨電極、鈦電極或鉑電極。
      [0008]進一步的,所述錳酸鹽為硫酸錳、氯化錳或硝酸錳中的一種或兩種以上的混合物。
      [0009]本發(fā)明在制備過程中采用了 Μη離子的催化作用,既降低了有機物的分解電壓,又具有安全、低能耗的效果,進而降低了成本,有效提高了材料的沉積速率,提高了成產(chǎn)效率。
      [0010]本發(fā)明和已有技術(shù)相比,其技術(shù)進步是顯著的。本發(fā)明實現(xiàn)了一步法制備二氧化錳/碳微球材料,有效縮短了生產(chǎn)流程,降低了生產(chǎn)成本。同時,由于本發(fā)明在常溫常壓下制備二氧化錳/碳微球材料,較之水熱法更安全、更節(jié)能、也更快速,使得生產(chǎn)過程更安全,更適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
      【附圖說明】
      [0011 ] 圖1是實施例1中得到的二氧化錳/碳微球電極的SEM圖。
      [0012]圖2是實施例1中得到的二氧化錳/碳微球的ΤΕΜ圖。
      [0013]圖3是實施例1中得到的二氧化錳/碳微球的電極Raman圖。
      [0014]圖4是實施例1中得到的二氧化錳/碳微球電極的循環(huán)伏安圖。
      [0015]圖5是實施例1中得到的二氧化錳/碳微球電極的充放電曲線圖。
      【具體實施方式】
      [0016]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步闡述,但并不限制本發(fā)明。
      [0017]實施例1
      本發(fā)明的一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球的方法,具體包括如下步驟:(1)、以不銹鋼電極為陰極、以鉑片電極為陽極,以含有濃度為0.0Olmol/L的硝酸錳和體積濃度為0.1的NMP水溶液為電解液,50°C條件下,恒定電壓ΙΟΟν,電解30min。電解完后,將在陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗后,在80°C條件下烘干,即得二氧化錳/碳微球電極。
      [0018]實施例2
      本發(fā)明的一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球的方法,具體包括如下步驟:
      (1)、以Ti片電極為陰極、以鉑片電極為陽極,以含有濃度為0.001mol/L的硝酸錳和體積濃度為0.1的NMP水溶液為電解液,50°C條件下,恒定電壓200v,電解30min。電解完后,將在陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗后,在80°C條件下烘干,即得二氧化錳/碳微球電極。
      [0019]實施例3
      本發(fā)明的一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球的方法,具體包括如下步驟:(1)、以不銹鋼片電極為陰極、以鉑片電極為陽極,以含有濃度為0.005mol/L的硝酸錳和體積濃度為0.1的NMP水溶液為電解液,50°C條件下,恒定電壓5v,電解8h。電解完后,將在陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗后,在80°C條件下烘干,即得二氧化錳/碳微球電極。
      [0020]以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進和變型,這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
      【主權(quán)項】
      1.一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,其特征在于:以惰性電極為陰、陽極,以含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液為電解液,采用恒壓的方式進行電解,所述的電壓為1-300V,控制溫度為25~90°C,電解完后,將陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗,然后烘干,即得二氧化錳/碳微球電極;在所述含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液中,錳離子的濃度為0.001-0.01mol/L,有機試劑的體積濃度為0.05-0.5 ;所述的有機試劑為η-甲級吡咯烷酮、甲醇、乙醇或丙酮中的一種或兩種以上混合物。2.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,其特征在于:所述惰性電極為不銹鋼電極、玻碳電極、石墨電極、鈦電極或鉑電極。3.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,其特征在于:所述錳酸鹽為硫酸錳、氯化錳或硝酸錳中的一種或兩種以上的混合物。
      【專利摘要】本發(fā)明一種利用有機物電解法制備二氧化錳/碳微球電極的方法,以惰性電極為陰、陽極,以含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液為電解液,采用恒壓的方式進行電解,電壓為1-300V,控制溫度為25~90℃,電解完后,將陰極上得到的產(chǎn)物用去離子水沖洗,然后烘干,即得二氧化錳/碳微球電極;在含有有機試劑和錳酸鹽的水溶液中,錳離子的濃度為0.001-0.01mol/L,有機試劑的體積濃度為0.05-0.5;有機試劑為n-甲級吡咯烷酮、甲醇、乙醇或丙酮中的一種或兩種以上混合物。本發(fā)明在制備過程中采用了Mn離子的催化作用,既降低了有機物的分解電壓,又具有安全、低能耗的效果,有效提高了材料的沉積速率,提高了成產(chǎn)效率。
      【IPC分類】H01G11/86, H01G11/42, H01G11/30, H01G11/46
      【公開號】CN105304355
      【申請?zhí)枴緾N201510749496
      【發(fā)明人】張全生, 雷天輝, 張立恒, 張道明, 霍夢飛, 任楨
      【申請人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
      【公開日】2016年2月3日
      【申請日】2015年11月5日
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