本发明涉及一种电极材料，尤其涉及一种硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料。
背景技术：
钠离子混合电容器结合了钠离子电池与超级电容器的优势，是一种同时具有高能量密度和功率密度的新型能量储存装置。钠离子电池具有高比容量以及高能量密度，并因金属钠价格较金属锂低，储量较金属锂大，可作为较为理想的锂离子电池的替代品，但是其倍率性能及循环稳定性较差。而超级电容器的循环稳定性好，功率密度高，所以将钠离子电池与超级电容器结合起来可以同时弥补两者的不足。钠离子电容器的储能机理结合了电池型阳极和电容型阴极，其中电容型阴极可允许大电流快速充放电，而电池型阳极可显著提高电荷储存能力，两者结合起来，使钠离子电容器具备了超级电容器和电池两种储能机理,可实现两种性能的互补,从而获得高能量密度、高功率密度、较好的倍率性能以及长循环寿命等优点。
影响钠离子电容器性能主要有电极材料、电解液成分等因素，其中阳极材料的制备是改善其性能的重要研究方向。其中过渡金属硫化物因具有较高比容量及经济性好等优点可作为一种理想的阳极材料应用于钠离子电池中。目前可应用的过渡金属硫化物主要有硫化锡，硫化钴以及硫化镍等材料。其中硫化镍具有较高的比容量及热稳定性而引起了广泛关注。为了进一步提高其导电性，倍率性能以及循环稳定性，可将其与碳材料复合，如石墨烯，碳纳米管，活性炭以及生物质碳等。其中生物质碳材料的原材料储量大且可再生，并具有天然的层级结构，是一种经济性好且环保的碳材料。具体可参见文献r.
技术实现要素：
本发明的目的是为了弥补了电池的循环稳定性差，功率密度低以及超级电容器能量密度低等缺点，解决了电池循环寿命差和超级电容器能量密度低等问题而提供一种硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料。
本发明的目的是这样实现的：
一种硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料，由以下方法制备而成：
将1g黄鹌菜与醋酸混合，加入高压反应釜中100℃下水热反应1h，再将所得的样品洗涤烘干后，在氩气保护下以5℃/min的升温速率升温到600℃并保持2h待自然冷却，得到多孔碳化黄鹌菜；按碳化黄鹌菜与氯化镍为1:4～5的质量比，将0.1g多孔碳化黄鹌菜加入二硫化碳和乙二胺的混合溶液中，轻微搅拌0.5h后，加入高压反应釜并在180℃下水热反应14h，待自然冷却后洗涤干燥，得到硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料；
本发明还包括这样一些特征：
所述电极材料包括含有以黄鹌菜为前驱体制备的碳化黄鹌菜、氮掺杂碳化黄鹌菜、硫掺杂碳化黄鹌菜、氮硫掺杂碳化黄鹌菜以及上述物质的混合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的优点在于天然的黄鹌菜具有中空管状结构，经过醋酸活化和碳化后，可制备大比表面、多孔结构且具有三维结构的硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜电极材料；克服了纯硫化镍材料导电性差、循环稳定性差的缺点；将硫化镍复合碳化黄鹌菜电极材料应用于钠离子电容器中，既保持了复合材料的高导电性和好的循环稳定性，又具有电池的高比容量特性；利用硫化镍复合碳化黄鹌菜电极作为钠离子电容器的电极材料，不仅碳前驱体储量丰富，经济性好，而且钠离子电容器比容量高，倍率性好，能量密度和功率密度高，并且循环稳定性好。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述。
本发明的目的是根据以下方法实现的：将1g黄鹌菜与醋酸混合，加入高压反应釜中100℃下水热反应1h，再将所得的样品洗涤烘干后，在氩气保护下以5℃/min的升温速率升温到600℃并保持2h待自然冷却，得到多孔碳化黄鹌菜。按碳化黄鹌菜与氯化镍为1:4～5的质量比，将0.1g多孔碳化黄鹌菜加入二硫化碳和乙二胺的混合溶液中，轻微搅拌0.5h后，加入高压反应釜并在180℃下水热反应14h，待自然冷却后洗涤干燥，得到硫化镍复合碳化黄鹌菜电极材料。
本发明以硫化镍复合碳化黄鹌菜为阳极材料，活性炭作为阴极材料，使用聚丙烯膜作为电池隔膜，以1mol·l-1的naclo4混合dmc，ec和fec作为电解液，组装成扣式电池，在-0.05～3v电压范围内进行充放电，即可获得钠离子电容器的电容容量及电容保持率。
本发明的实质是以硫化镍复合碳化黄鹌菜作为钠离子电容器的阳极材料，在电池的有机电解液中进行充放电，组装成钠离子混合电容器的装置，获得电容容量及循环寿命。
实施例1
以硫化镍复合碳化黄鹌菜电极材料为阴极材料，金属钠作为阳极材料，采用聚丙烯膜作为电池隔膜，以1mol·l-1的naclo4混合dmc，ec和fec为有机电解液，组装成钠离子半电池，在0.05～3v电压范围内进行充放电，以0.1a·g-1的电流密度获得926mah·g-1的容量，循环5000次容量保持率为88％。
实施例2
将硫化镍复合碳化黄鹌菜电极材料为阳极材料，商用活性炭作为阴极材料采用聚丙烯膜作为电池隔膜，以1mol·l-1的naclo4混合dmc，ec和fec为有机电解液，组装成全电池，在1～4v电压范围内进行充放电，以1a·g-1的电流密度获得245f·g-1的容量和136whkg-1的功率密度，循环5000次容量保持率为83％。
一种廉价高效的以硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料。天然的黄鹌菜具有中空管状结构，经过醋酸活化和碳化后，可制备大比表面、多孔结构且具有三维结构的硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜电极材料。克服了纯硫化镍材料导电性差、循环稳定性差的缺点，既保持了复合材料的高导电性和好的循环稳定性，又具有电池的高比容量特性。包括含有以黄鹌菜为前驱体制备的碳化黄鹌菜、氮掺杂碳化黄鹌菜、硫掺杂碳化黄鹌菜、氮硫掺杂碳化黄鹌菜以及上述物质的混合物。包括含有以黄鹌菜为前驱体制备的硫化物碳化黄鹌菜复合物、氧化物碳化黄鹌菜复合物、导电聚合物碳化碳化黄鹌菜复合物、其它种类炭与碳化碳化黄鹌菜复合物以及上述物质的混合物。以硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜为电极材料的超级电容器的电解液包括li2so4、na2so4、koh、naoh等电解液，或他们的混合物。以硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜为电极材料的超级电容器包括混合超级电容器和超级电池等。
综上所述：本发明公开了一种硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜的钠离子电容器电极材料，这种电极材料为硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜。其特征在于天然的黄鹌菜具有中空管状结构，经过醋酸活化和碳化后，可制备大比表面、多孔结构且具有三维结构的硫化镍纳米片复合碳化黄鹌菜电极材料。克服了纯硫化镍材料导电性差、循环稳定性差的缺点。将硫化镍复合碳化黄鹌菜电极材料应用于钠离子电容器中，既保持了复合材料的高导电性和好的循环稳定性，又具有电池的高比容量特性。利用硫化镍复合碳化黄鹌菜电极作为钠离子电容器的电极材料，不仅碳前驱体储量丰富，经济性好，而且钠离子电容器比容量高，倍率性好，能量密度和功率密度高，并且循环稳定性好。