[發明專利]一種納米鈷酸鎳及其制備方法

有效

• 申請號: 201410472906.3
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104269552A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 付永勝;彭長青;曾晚婷;莊家偉;王佳瑜;汪信;朱俊武
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/64;H01M4/1391
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術領域

本發明涉及一種納米鈷酸鎳及其制備方法，特別是一種二維珊瑚狀納米鈷酸鎳及其制備方法，屬于納米材料制備領域。

背景技術

鋰離子電池作為新一代的綠色高能充電電池，以其電壓高、能量密度大、循環性能好、自放電小、無記憶效應等突出優點，廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等電器設備上，同時在電動汽車、衛星、航天航空以及空間軍事等領域也顯示出了良好的應用前景和潛在的經濟效益。目前，已經成為本世紀對國民經濟和人民生活具有重要意義的高新技術產業之一。鋰離子電池的性能(如容量、能量密度、工作電壓、循環性能、倍率性能等)與組成鋰離子電池的正、負極材料的特性有關。二元金屬氧化物鈷酸鎳(NiCo₂O₄)由于其較好的導電性和電化學活性，在作為鋰離子電池負極材料顯示了獨特的優勢。近年來，科學家們通過不同的方法制備了具有不同結構和形貌的鈷酸鎳，以提高其性能。Xiao等采用微波法制備了三維鈷酸鎳納米球[Li?Gu,Lei?Qian,Ying?Lei,Yanyan?Wang,Jing?Li,Hongyan?Yuan,Dan?Xiao.Microwave-assisted?synthesis?of?nanosphere-like?NiCo₂O₄?consisting?of?porous?nanosheets?and?its?application?in?electro-catalytic?oxidation?of?methanol.J.Power?Sources,2014,261,317-323.]。Lou等采用熱處理的方法將鈷酸鎳納米針沉積在泡沫鎳表面[Gen?Qiang?Zhang,Hao?Bin?Wu,Harry?E.Hoster,Mary?B.Chan-Park,and?Xiong?Wen(David)Lou.Single-crystalline?NiCo₂O₄?nanoneedle?arrays?grown?on?conductive?substrates?s?binder-free?electrodes?for?high-performance?supercapacitors.Energy?Environ.Sci.2012,5,9453]。Li等采用聚合物/表面活性劑共溶液法制備了鈷酸鎳納米線[Hao?Jiang,Jan?Ma?and?Chunzhong?Li.Hierarchical?porous?NiCo₂O₄?nanowires?for?high-rate?supercapacitors.Chem.Commun.,2012,48,4465-4467.]

但是，采用模板法制備二維珊瑚狀納米鈷酸鎳還未有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二維珊瑚狀納米鈷酸鎳及其制備方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種納米鈷酸鎳，所述納米鈷酸鎳為二維珊瑚狀。

上述納米鈷酸鎳采用以下步驟制備而得：

第一步，將氧化石墨在水中超聲分散；

第二步，將鎳鹽和鈷鹽按照摩爾比1:2在水中攪拌；

第三步，將第一步所得的氧化石墨烯分散液與第二步所得的混合溶液混合，并攪拌；

第四步，將第三步的反應體系冷凍干燥；

第五步，將第四步冷凍干燥后獲得的粉末在氮氣氣氛下，200-400℃熱處理1-5小時，制得二維珊瑚狀納米鈷酸鎳。

本發明納米鈷酸鎳的制備方法，第一步中所述的氧化石墨采用hummer法制備，超聲分散時間為30-120分鐘。

本發明納米鈷酸鎳的制備方法中，第二步中攪拌時間為20-60分鐘。

本發明納米鈷酸鎳的制備方法中，第三步中攪拌時間為30-60分鐘。

本發明納米鈷酸鎳的制備方法，氧化石墨與納米鈷酸鎳的質量比不大于1:4。