一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法技术

本发明专利技术属于由活性材料组成或包括活性材料的电极技术领域，公开了一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法，采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析；将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试；对伏安曲线围成的面积进行积分计算，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量；计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量，依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。本发明专利技术能够提高制备过程的稳定性，电极材料的除盐效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法
本专利技术属于由活性材料组成或包括活性材料的电极
，尤其涉及一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：Co(OH)2活性炭复合电极材料是典型的电池电极材料，通过对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备技术优化设计，确保Co(OH)2活性炭复合电极材料性能稳定，研究Co(OH)2活性炭复合电极材料的优化制备技术将在电池设计技术优化和电极性能优化控制中具有很好的应用价值。对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法研究主要有电吸附除盐技术、射线光电子能谱制备技术以及新型混合MMC制备技术等；李婷婷等在基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响中提出一种基于Al2O3/ACF复合电极上电调制的Co(OH)2活性炭复合电极材料制备和电化学性能测试方法，结合电磁耦合控制方法进行电吸附去离子实验，提高Co(OH)2活性炭复合电极材料的稳定性电磁耦合输出性能，但该方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备设计中存在电吸附去离子性不好的问题；刘壮等在具有快速响应特性的环境响应型智能水凝胶的研究进展中提出一种基于电压自均衡Boost-MMDCT耦合控制的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备及其性能测试方法，经整流后再经MMDCT接入Co(OH)2活性炭复合电极，提高电极材料的稳定性，但该方法的过程控制能力不强。综上所述，现有技术存在的问题是：不管是基于Al2O3/ACF复合电极的制备方法电吸附去离子性不佳，还是基于电压自均衡现有技术制备过程控制能力不强。反应出的问题是制备的电极材料电化学性能稳定性较差，在实验过程中发生Co(OH)2活性炭复合电极材料比表面积减小，电极导电性衰减等原因的出现。基于Al2O3/ACF复合电极的制备方法电吸附去离子性不佳。基于电压自均衡现有技术制备过程控制能力不强。解决上述技术问题的难度：制备导电性能好，比表面积大，电化学性能稳定的电极材料。Co(OH)2作为电极材料主要缺点是它导电性较差，并且在充电/放电过程中体积变化大，从而导致倍率性能和循环稳定性差，所以引入活性炭作为电化学沉积Co(OH)2的基底改善其导电性。且经过浸渍煅烧使具有较大比表面积活性炭产生方便离子传输孔道，减少离子扩散距离，提高电化学沉积Co(OH)2的分散度。在具有较大比较面积的情况下增加导电性，和稳定性。解决上述技术问题的意义：性能良好的Co(OH)2电极材料对超级电容器的研究有着重要的作用，对超级电容器、新能源汽车，航空航天领域的发展有着重要促进作用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法。本专利技术是这样实现的，一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法具体包括：步骤一，采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析；步骤二，将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试，分析电极的循环伏安性能；步骤三，对伏安曲线围成的面积进行积分计算，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量；步骤四，计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量，依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。进一步，步骤一中，所述电吸附性能测试分析方法具体包括：采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析，将金属氧化物质引入到电极表面，得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示，采用单点模糊化处理，得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设，由此得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为：Y＝Xβ+e其中，Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量，X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵，β为m×1的活性炭纤维参数向量，e为n×1的随机误差向量。进一步，步骤二中，所述采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试具体包括：将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析，即r＜m，则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ可表示为:在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测，预测误差函数为Σ1＝diag(δi),i＝1,2,…,r，采用三电极系统进行稳态调节，采用协方差矩阵分解方法，将U与V分解为U＝[U1U2],V＝[V1V2]其中，U1与V1均为r列。进一步，步骤二中，所述电极的循环伏安性能分析方法包括：(1)构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线[12]，建立电池阳极的三相稳态调节模型，得到电极转矩计算为：其中α为状态向量的瞬间跨度，进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性分析，当氧化物燃料电池阳极的输出满足自适应反步跟踪的调整步长为：α＝min(β,kc)[ks+(1-ks)tanh(δ|β-kc|)]其中，ks＜1，δ为经验值；(2)计算Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备的过程自适应律的伸缩因子，Llp，Lls和Llm，过程控制的状态变量Cp和Cs，根据频率调节准则进行伏安特性控制，得到系统的工作频率：设Y1，Y2，……，YN为Y的一组样本，设定Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性系数表示为：进一步，步骤三中，所述对伏安曲线围成的面积进行积分计算，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量具体包括：对伏安曲线围成的面积进行积分计算，得到电沉积的控制转矩为：Tout＝Tem-(Pw+Pb)/ωr此时，基于电沉积技术进行误差补偿，采用反馈跟踪调节方法，得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量。进一步，步骤四中，所述计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量，依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备具体包括：(1)对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析，得到电沉积制备优化控制目标函数定义为：其中，ε为一个小的常数，进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出电流控制和电压控制，用Gm()与表示Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出功率增益和时滞，测量误差fu(χ)定义为：其中，σ为一个较大的常数；(2)通过复合电极材料的制备过程控制设计，假设x(t)，t＝0,1,···,n-1为控制系统的采样训练序列，得到误差反馈补偿控制输出状态方程为：上式中，w为Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出时滞调节的惯性权重，c1和c2为加速常数，得到制备过程控制的收敛性状态特征量：本专利技术的另一目的在于提供一种所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法制备的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料。本专利技术的另一目的在于提供一种利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，具体包括：步骤一，采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析；步骤二，将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法进行Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试，分析电极的循环伏安性能；步骤三，对伏安曲线围成的面积进行积分计算，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量；步骤四，计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量，依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。

【技术特征摘要】
1.一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，具体包括：步骤一，采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析；步骤二，将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法进行Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试，分析电极的循环伏安性能；步骤三，对伏安曲线围成的面积进行积分计算，求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量；步骤四，计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量，依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。2.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析。3.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述电吸附性能测试分析方法具体包括：将金属氧化物质引入到电极表面，得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示，采用单点模糊化处理，得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设，得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为：Y＝Xβ+e其中，Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量，X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵，β为m×1的活性炭纤维参数向量，e为n×1的随机误差向量。4.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，采用浸渍煅烧法进行Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试具体包括：将金属氧化物质引入到电极表面，采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析，＜m，则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ表示为:在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测，预测误差函数为Σ1＝diag(δi),i＝1,2,…,r，采用三电极系统进行稳态调节，采用协方差矩阵分解方法，将U与V分解为U＝[U1U2],V＝[V1V2]；U1与V1均为r列。5.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，电极的循环伏安性能分析方法包括：(1)构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线，建立电池阳极的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，曹静，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42