技术摘要：
本发明公开一种电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器的方法，包括在电沉积前将工作电极放入无水乙醇中浸润，然后再将浸润后的工作电极直接放入前驱体溶液中进行电沉积制备电极。本发明的方法利用无水乙醇促进二氧化锰基在三维多孔泡沫镍上沉积，制备的二氧化锰基具  全部
背景技术：
随着全球变暖，生态环境逐渐恶化且资源日益贫乏，人们更加关注太阳能，风能等 可再生能源。但是，可再生能源本身的特性决定了这些发电的方式和输出往往受到季节，气 象和地域条件的影响，具有明显的不连续性和不稳定性。因此，高效储能技术已经被认为是 支撑可再生能源普及与推广应用的战略性技术，受到世界各国科研工作者及政府的高度重 视。目前，已经研究开发的氢镍电池，镍镉电池，锂离子电池等二次电池虽然具有较高的能 量密度，但其功率密度低，充电速度慢以及循环寿命短等缺点都极大地限制了其应用。超级 电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种新型储能器件。超级电容器与传统电容器 相比，具有更高的能量密度，与电池相比具有快速充放电和高的循环寿命等优势，可以与电 池配合使用，用于汽车点火，爬坡等场合。此外，超级电容器还具备无污染，安全等特点。目 前，世界各国在超级电容器电极材料及应用领域都进行了大量的研究，其中美国，日本，俄 罗斯都投入了大量的精力来推动超级电容器的发展。 在超级电容器电极材料中，二氧化锰基由于价格低廉，储量大，理论比电容高 (1370F·g-1)，低毒性，宽的电势窗口等优点受到广泛关注。然而，二氧化锰基的电子导电 率差，易溶解等问题严重阻碍了其商业化应用。目前，较多的研究工作集中于对二氧化锰基 材料进行复合，通过其他材料来掺杂改性。虽然利用复合电极的优势互补能够一定程度上 提高二氧化锰基的性能，但是通常复合电极需要繁琐的工艺流程以及高昂的工艺成本。
技术实现要素：
本发明提供了一种用无水乙醇改善电沉积法制备二氧化锰基超级电容器的方法， 该方法工艺简单，成本低廉，且产品具有良好的电化学性能。方案如下： 一种电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器的方法，包括在电沉积前将工作 电极放入无水乙醇中浸润，然后再将浸润后的工作电极直接放入前驱体溶液中进行电沉积 制备电极。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，所述前驱体溶液为制备二氧化锰基的前驱体溶液。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，所述前驱体溶液为浓度均为0.07mol/L的醋酸锰和硫酸钠的混合溶液。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，包括以下步骤：以浓度均为0.07mol/L的醋酸锰和硫酸钠的混合溶液作为前驱体溶 液，利用电化学工作站三电极系统，以泡沫镍为工作电极，铂电极为对电极，银/氯化银为参 3 CN 111554526 A 说　明　书 2/4 页 比电极，先将泡沫镍清洗干净后浸润在无水乙醇中0.5-5min，然后再直接放入前驱体溶液 中以0.6V电压恒压1.5-4min，制备得到MnO2电极。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，将浸润后的泡沫镍放入前驱体溶液中以0.6V电压恒压的时间为2min。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，该方法还包括在电沉积得到MnO2电极后，将MnO2电极经无水乙醇浸润，再将浸润后 的MnO2电极直接放入石墨烯分散液中电沉积得到MnO2与石墨烯复合电极。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，MnO2电极在乙醇中浸润的时间为0.5-5min。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，MnO2电极在乙醇中浸润的时间为1min。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，该方法还包括在电沉积得到MnO2电极后，将MnO2电极在乙醇中浸润0.5-5min，然后 直接放入1mg/mL的氧化石墨烯分散液中以-1.4V电压恒压1.5-4min分钟得到MnO2与石墨烯 复合电极。 根据本发明的一些具体实施例，上述电沉积制备疏松多孔泡沫镍基底超级电容器 的方法，将MnO2电极在乙醇中浸润1min，然后直接放入1mg/mL的氧化石墨烯分散液中以- 1.4V电压恒压2min分钟得到MnO2与石墨烯复合电极。 根据本发明的一些具体实施例，分别裁剪4片泡沫镍(110PPI,350g  m-2,1.0mm厚,1 ×3.5cm-2)，在无水乙醇中超声清洗5分钟后取出，以浓度均为0.07mol/L的醋酸锰和硫酸钠 的混合溶液作为前驱体，利用电化学工作站三电极系统，以泡沫镍为工作电极，铂电极为对 电极，银/氯化银为参比电极，0.6V电压恒压2分钟制备得到MnO2电极(M1)。将泡沫镍浸润在 无水乙醇中1分钟，然后再直接放入前驱体中电沉积得到MnO2电极(M2)。按照制备M2电极的 步骤再制备两片MnO2电极，其中一片直接在1mg/mL的氧化石墨烯分散液中以-1 .4V电压恒 压2分钟得到MnO2/RGO电极(M3)。同理，将另外一片MnO2电极先经无水乙醇浸润1分钟后再在 石墨烯分散液中沉积得到MnO2/RGO电极(M4)。所有电极用去离子水反复清洗后，在干燥箱 中以70℃恒温干燥12h。 根据性能对比测试，发现电极M2和M4具有疏松多孔结构，并且纳米枝晶连接的薄 膜形貌均匀，有利于电子与离子的传输与转移，电化学性能更加优异，符合超级电容器的要 求。 附图说明 图1为实施例1中M1、M2、M3、M4电极制备流程示意图； 图2为M1、M2电极材料的表面扫描电镜图，a,b为M1电极的横截面图；c,d为M2电极 的横截面图；e是M1电极的表面形貌；f是M2电极的表面形貌； 图3为M3与M4电极的表面扫描电镜图，a与b是M3不同放大倍数的SEM图；c与d是M4 不同放大倍数的扫描电镜图； 图4为M1、M2、M3、M4电极恒电流充放电性能图，a是根据恒电流充放电结果计算的 不同电流密度下的比电容；b是恒电流充放电的电压-时间图；c为恒电流充放电的循环次数 4 CN 111554526 A 说　明　书 3/4 页 与比容量的大小关系；d是根据GCD结果计算的功率密度与能量密度的关系。