【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种混合超级电容器的电极材料的制备方法及其应用，尤其涉及一种共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法及在制备电极和混合超级电容器中的应用。
技术介绍
1、超级电容器具有包括大的功率密度、快速充放电能力、低维护成本和可靠的循环性能等优点。然而，在许多情况下，超级电容器无法满足高比能量的要求。超级电容器可根据其电荷存储特性分为三类：双电层电容器、赝电容器和混合超级电容器(hscs)。其中，混合超级电容器由于扩大了电位窗口，因此具有实现更高能量密度的潜力。为了进一步提高hscs的储能能力，迫切需要开发具有大比容量和出色循环稳定性的先进电活性材料。
2、近年来，氢氧化镍因其价格低廉、环境友好以及理论容量高而在超级电容器中获得了极大的关注。然而，氢氧化镍的实际容量低、速率能力不理想、循环耐久性差(尤其是在大电流下)等问题阻碍了氢氧化镍在超级电容器中的广泛应用。现有技术通过将氢氧化镍与石墨烯、碳纳米管、mxene和金属氧化物相结合提高了氢氧化镍的电荷存储能力。此外，nio@ni(oh)2-α-moo3异质结构被用作电活性材料来构建对称超级电容器，在3100w/kg的功率下可提供24wh/kg的能量密度。
3、中国专利cn105244185a公开了一种镍/氢氧化镍储能电极材料的电化学制备方法，该方法以可溶性镍盐和氢氧化钠为原料，在磁场帮助下，以水合肼为还原剂，通过水浴反应制得了核壳结构的镍纳米线，该镍纳米线的核心为经水合肼还原得到的0价金属镍，金属镍核心外包覆有一层无定型的氢氧化镍。然而这种纳米
4、中国专利cn109904001a公开了一种氧化镍/镍纳米复合超级电容器电极材料及其制备方法，由该专利的图1和图2可见，该方法制得的纳米线中只存在氧化镍和镍单质，并不存在氢氧化镍，且纳米线表面具有直径300-500nm的孔隙结构，而介孔的孔径在2-50nm，因此该方法制得的纳米线中同样不具备介孔结构。为了得到原位生成的氧化镍，该方法采用在空气中进行高温处理，金属镍完全氧化生成氧化镍，导致无法形成共轴多孔结构的纳米线。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，解决如何制备含α-ni(oh)2@nio的共轴多孔纳米线的问题。本专利技术的另一目的在于提出一种共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线在制备电极中的应用，解决如何利用共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线制备电极的问题。本专利技术的第三目的在于提供一种包含上述电极的混合型超级电容器。
2、技术方案：本专利技术所述的一种共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)将镍盐溶解在水中，再加入碱，得到混合液；
4、(2)将混合液进行水热处理得到纳米线中间体；
5、(3)在惰性气体氛围下，将纳米线中间体升温至300-400℃，保温反应后冷却得到共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线。
6、本专利技术通过镍盐与碱反应生成含α-ni(oh)2@nio的纳米线中间体，再通过高温处理能够有效扩大纳米线中间体的内部孔径，形成丰富的介孔结构，提供丰富的电极/电解质界面接触和缓冲空间。而通过无氧条件下的高温处理，使得纳米线中间体的部分表面少量形成氧化镍，这些少量原位形成的nio不仅能提高纳米线的介孔结构稳定性，还可以提升纳米线的性能。纳米线的较高比表面积有利于提供高比容量和循环寿命。
7、优选地，在步骤(1)中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或多种，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
8、优选地，在步骤(1)中，所述镍盐与碱的摩尔比1:1-4:1。
9、优选地，在步骤(2)中，所述水热处理的条件为120-160℃水热反应12-36h。
10、优选地，在步骤(2)中，所述水热处理结束后，自然冷却至室温，离心，洗涤，干燥得到纳米线中间体。
11、优选地，在步骤(3)中，所述惰性气体氛围的按如下方法获得：向反应容器中通入惰性气体排除空气，再按20 -60ml/min流速持续通入惰性气体。
12、优选地，在步骤(3)中，所述升温的速率为1-5℃/min，保温时间为1-3h。
13、本专利技术进一步将上述制备方法制得的共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线应用在制备电极中。
14、应用上述共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线制备电极的方法包括如下步骤：
15、将共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线、导电剂和粘结剂，在n-甲基吡咯烷酮中研磨、调制成浆料，然后将浆料涂覆在基底上，真空干燥后压制成薄片得到电极。
16、在一些实施例中，所述导电剂选自乙炔黑、导电石墨和导电炭黑中的至少一种，粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠等材质，基底选自泡沫镍、铜箔、碳布和碳纸中的至少一种。
17、一种包含上述电极的超级电容器，以上述电极为正极、活性炭电极为负极、koh溶液为电解液，组装混合型超级电容器。组装混合型超级电容器还能进一步扩宽工作电压，从而实现高能量密度能量存储。
18、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
19、(1)本专利技术中纳米线的一维共轴线状结构有利于电解液润湿和离子扩散，从而获得高比容量和优异的速率性能，有利于离子和电子的快速扩散，提高了电荷存储性能。
20、(2)本专利技术中的纳米线具有高比表面积和丰富的分层介孔，可以暴露更多的活性位点，从而提高了电解质与纳米线之间的接触面积以及活性位点的数量，提高比容量和电化学动力学。丰富的介孔可以起到“储存”和缓冲空间的作用，可以抵抗连续充放电过程中的应力，从而提高循环稳定性。
21、(3)少量原位生成的nio层提高了纳米线材料的结构稳定性，从而增强了其在连续充放电过程中的循环性能。
22、(4)本专利技术中的纳米线具有较高的比容量，可应用于制备高能量密度的超级电容器。
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1.一种共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或多种，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述镍盐与碱的摩尔比1:1-4:1。
4.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水热处理的条件为120-160℃水热反应12-36h。
5.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水热处理结束后，自然冷却至室温，离心，洗涤，干燥得到纳米线中间体。
6.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述惰性气体氛围的按如下方法获得：向反应容器中通入惰性气体排除空气，再按20-60mL/
7.根据权利要求1所述共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述升温的速率为1-5℃/min，保温时间为1-3h。
8.根据权利要求1-7任一项所述制备方法制得的共轴多孔α-Ni(OH)2@NiO纳米线在制备电极中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：
10.一种包含权利要求9中所述电极的超级电容器。
...【技术特征摘要】
1.一种共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或多种，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述镍盐与碱的摩尔比1:1-4:1。
4.根据权利要求1所述共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水热处理的条件为120-160℃水热反应12-36h。
5.根据权利要求1所述共轴多孔α-ni(oh)2@nio纳米线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所...
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