一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法

本发明涉及电极材料，具体为一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法。

背景技术：

1、随着全球经济快速发展，大量化石燃料的消耗使得环境污染问题日益严重且不可再生能源过度消耗。因此，太阳能、风能、潮汐能和生物质能等环境友好型的可持续能源被广泛研究，那么如何更加高效、低成本、环保的存储和转换这些能源显得非常重要。从功率密度和能量密度来看，超级电容器是电池和传统电容器之间的优选方案。相比于传统的电池和电容器，超级电容器具有快速充放电速度、长的循环寿命、较高的能量密度和功率密度等优点，被广泛应用于电力系统储能、电动车辆等领域。然而，传统的电极材料往往存在比表面积较低、能量密度以及功率密度较低的问题，从而限制了超级电容器的性能进一步提升。

技术实现思路

1、本发明为了解决传统的电极材料存在比表面积、能量密度以及功率密度较低的问题，故提供了一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，包括如下步骤：1）将泡沫镍进行洗涤干燥后备用；2）将cucl2·3h2o或cu（no3)2·3h2o 、ch4n2o和nh4f加入去离子水中，充分搅拌混合得到混合溶液，其中cucl2·3h2o或cu（no3)2·3h2o 、ch4n2o和nh4f的摩尔比为1.5：（4～6）:（2～4）；3）将步骤2）中得到的混合溶液与备用的泡沫镍混合后进行水热反应，反应结束后将反应体冷却至室温，然后再将反应体进行洗涤、干燥，获得cu前驱体；4）将na2s·9h2o溶解在去离子水中，从而得到水热溶液；5）将步骤4）中的水热溶液和步骤3）所获得的cu前驱体混合后进行水热反应，反应结束后将反应体冷却至室温，然后再将反应体进行洗涤、干燥，得到蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料。

4、进一步地，步骤4）中的na2s·9h2o的摩尔量为1~3mmol。

5、本发明所产生的有益效果如下：1）采用本发明的制备方法获得的电极材料为蜂窝状纳米片结构，有效增大了材料的比表面积，从而有效提高了电极材料的活性表面积；2）该制备方法简单且成本较低；3）采用本发明的制备方法获得的电极材料的面积比电容提高，从而有效提高了电极材料的能量密度和功率密度；4）采用自支撑的泡沫镍作为电极材料的支撑体，提供了良好的导电性和电荷转移能力；5）采用本发明的制备方法获得的电极材料具有更高的结构稳定性、更高的电子电导率和更快的电化学动力学，从而显著提高了超级电容器的性能。

技术特征：

1.一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将泡沫镍进行洗涤干燥后备用；2）将cucl2·3h2o或cu（no3)2·3h2o 、ch4n2o和nh4f加入去离子水中，充分搅拌混合得到混合溶液，其中cucl2·3h2o或cu（no3)2·3h2o 、ch4n2o和nh4f的摩尔比为1.5：（4～6）:（2～4）；3）将步骤2）中得到的混合溶液与备用的泡沫镍混合后进行水热反应，反应结束后将反应体冷却至室温，然后再将反应体进行洗涤、干燥，获得cu前驱体；4）将na2s·9h2o溶解在去离子水中，从而得到水热溶液；5）将步骤4）中的水热溶液和步骤3）所获得的cu前驱体混合后进行水热反应，反应结束后将反应体冷却至室温，然后再将反应体进行洗涤、干燥，得到蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中的na2s·9h2o的摩尔量为1～3mmol。

3.根据权利要求2所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤4）中的去离子水均为30～50ml。

4.根据权利要求3所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3）和步骤5）中将反应体进行洗涤时均采用去离子水和无水乙醇清洗，清洗次数为4~8次。

5.根据权利要求4所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3）和步骤5）中将反应体进行干燥时的干燥温度为60~80℃，干燥时间为12~24h。

6.根据权利要求5所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中水热反应的反应温度为90~160℃，反应时间为2~10h。

7.根据权利要求6所述的一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，其特征在于，步骤5）中水热反应的反应温度为90~140℃，反应时间为1~8h。

技术总结本发明涉及电极材料技术领域，具体为一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法。为了解决传统的电极材料存在比表面积较低的问题，故提供了一种蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料的制备方法，包括如下步骤：1）将泡沫镍进行洗涤干燥后备用；2）将CuCl<subgt;2</subgt;·3H<subgt;2</subgt;O或Cu（NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·3H<subgt;2</subgt;O、CH<subgt;4</subgt;N<subgt;2</subgt;O和NH<subgt;4</subgt;F加入去离子水中，得到混合溶液；3）将混合溶液与备用的泡沫镍混合后进行水热反应，获得Cu前驱体；4）将Na<subgt;2</subgt;S·9H<subgt;2</subgt;O溶解在去离子水中得到水热溶液；5）将水热溶液和Cu前驱体混合后进行水热反应，得到蜂窝状纳米片过渡金属硫化物电极材料。本发明所制备的电极材料有效增大了材料的比表面积。技术研发人员：侯莹,杨泽,陈源煜,章海霞,田强辉,周经纬,郭俊杰受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29