一种双金属硒化物NixCo1-xSe复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及电容器电极材料，属于超级电容器领域领域，具体涉及一种双金属硒化物Ni

背景技术

为解决全球面临的环境污染和能源枯竭两大国际难题，对清洁能源以及开发绿色高效的储能系统的需求正在快速增长。在目前研究的多种储能装置中，超级电容器以其高功率密度、长循环寿命、高效率以及在生产和储能过程中绿色环保等优点，成为最有可能实现大规模储能的新型装置。

正极材料的性能直接影响着超级电容器的储能性能。因此制备具有高电化学性能的电极材料尤为重要。大量研究结果表明，金属硒化物由于其特殊的结构和具有较高的导电性具有优越的赝电容性能。研究表明，与单一金属的硒化物相比，双金属硒化物复合材料由于两种硒化物之间的协同效应，表现出更高的电化学性能。目前对于Ni、Co双金属硒化物的研究也有少量报道，但制备方法多采用两步水热法或者水热后再高温气相硒化。其中两步水热法存在中间体的洗涤、烘干等环节，消耗能源；高温硒气化过程存在硒浪费和污染等缺点。此外，目前报道的双金属硒化物复合材料的电化学性能也不够理想，从而未能工业化应用于超级电容器中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双金属硒化物Ni

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种双金属硒化物Ni

(1)将金属镍带和金属钴带依次用丙酮、盐酸、乙醇超声清洗，除去表面的油污、氧化物，得到纯的金属电极材料；

(2)在塑料烧杯里配制一定浓度氯化钠溶液，作为电解液；分别以金属镍带和钴带为两级，连接在TDGC2-0.5型号变压器两个输出端，使用交流电5.0V进行电解，持续通电5h后，停止电解过程，称量电解后两电极的剩余质量，计算出进入到电解液中的镍和钴总的物质的量n；

(3)将塑料烧杯中的电解液和绿色絮状电解产物未经任何处理转移到水热反应釜中，在搅拌下向水热反应釜中加入物质的量为n～3n的硒酸钠粉末，并持续搅拌5分钟，随后加入10mL体积的水合肼，继续搅拌10分钟，密封反应釜，将反应釜置于180℃的鼓风烘箱中，进行水热反应；

(4)将冷到室温的反应釜打开，洗涤回收即得Ni

优选地，所述氯化钠溶液的浓度为1～3mol/L。

优选地，所述水热反应的温度为160～180℃，时间为6～12h，水热过程中金属镍和金属钴的总物质的量与硒酸钠粉末的物质的量之比为1：2。

优选地，所述洗涤回收方法为：离心洗涤分离得到的黑色物质，用去离子水离心洗涤至中性后，在用无水乙醇洗涤3次，60℃真空干燥5h。

一种电极片，采用上述双金属硒化物Ni

将Ni

本发明的优点在于：

(1)原材料成本低、镍、钴以及硒源较为丰富。

(2)制备能耗低、制备流程简单。

(3)制备出来Ni

(4)作为超级电容器电极材料，表现出很高的比容量，与现已报道的双金属硒化物比较，具有较出色的电化学性能。

(5)本发明利用低压交流电电解金属镍条和钴条，首先得到薄片状的双金属氢氧化合物Ni

附图说明

图1为硒化钠加入量为2n时水热产物Ni

图2为硒化钠加入量为n时水热产物的XRD图；

图3为硒化钠加入量为3n时水热产物的XRD；

图4是本发明电极材料的10000倍SEM图；

图5是本发明电极材料的5000倍SEM图；

图6为Ni

其中图6a为电极材料再不同扫描速率下的循环伏安曲线，图6b-e为电极材料在不同电流密度下的恒电流充放电测试曲线，图6f为材料在不同电流密度下的比容量；图6g为电极材料2000次充放电循环内的比容量。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：按如下方法制备双金属硒化物Ni

分别剪切一条镍带和一条钴带，依次浸泡在丙酮、乙醇以及稀盐酸中，分别采用超声波辅助洗涤10min,去除金属表面的油污和氧化物，在电子分析天平分别准确称取并记录下它们的质量。将它们作为两个电极片连接在变压器的两级，连接在TDGC2-0.5型号变压器两个输出端，并把两电极下端浸在1～3M氯化钠溶液中，本实施例中为2M氯化钠溶液，调节变压器电压旋钮至5V，开始对两电极进行交流电电解。持续通电5h后，停止电解过程，称量电解后两电极的剩余质量，计算出进入到电解液中的捏和钴总的物质的量n。将塑料烧杯中的电解液和绿色絮状电解产物未经任何处理转移到100mL水热反应釜中，在搅拌下向水热反应釜中加入物质的量为2n的硒酸钠Na

结构检测

XRD分析

将上述制备的Ni

仅以硒酸钠的加入量为变量，按上述制备方法在n～3n范围内研究硒酸钠加入量对于最终产物的影响，对制备获得的终产物进行X射线衍射(XRD)测试，结论为：硒酸钠Na

SEM分析

将上述制备的Ni

三、电化学性能检测

将Ni

将上述制备的Ni

图6中a图为Ni

图6中b、c、d、e图为材料在不同电流密度下的首次充放电曲线，每个图中曲线上的充放电平台进一步证实了电池的伪电容行为。但电流密度为1.5A g

图6g为Ni

Ni

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。