[發(fā)明專利]一種片組裝立方體Ni(OH)2/GO復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610986385.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN106784644B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊莉;戶瑞婧;馬建中;劉輝;伍雙喜;李俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發(fā)明公開了一種片組裝立方體Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料的制備方法。將尿素、六水合硝酸鎳加入氧化石墨烯分散液中，攪拌均勻后，在繼續(xù)攪拌的狀態(tài)下，滴加溶解有半胱氨酸的氧化石墨烯分散液，得到前驅(qū)體溶液。將前驅(qū)體溶液裝入水熱釜中進(jìn)行熱處理，隨后用去離子水、乙醇反復(fù)沖洗，烘干后得到片組裝立方體Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料。本發(fā)明具有原料易得、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所得復(fù)合材料具有片組裝立方體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料，具體涉及一種具有片組裝立方體形貌的復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

由于氫氧化鎳具有出色的電化學(xué)性能，自1887年首次作為堿性電池的正極材料以來，被廣泛用作二次電池的正極材料，是MH-Ni電池的主要正極活性材料。與傳統(tǒng)的貴金屬氧化物電極材料相比，氫氧化鎳具有原料易得，價(jià)格低廉，易于制備，且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但氫氧化鎳作為電極材料而言，同時(shí)具有循環(huán)性能低、阻抗高的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了它的進(jìn)一步發(fā)展。

目前金屬氧化物改善措施分為兩類，分別是納米化與復(fù)合化。納米化是指至少把材料三維尺寸中的一維減少到納米尺度范圍之內(nèi)，相應(yīng)的就會(huì)出現(xiàn)零維(0D)、一維(1D) 和二維(2D)納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。另一重要手段是把活性物質(zhì)與其它輔助物進(jìn)行復(fù)合。輔助物在復(fù)合材料中往往起到兩個(gè)重要的作用，分別是提高活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性和穩(wěn)定活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，維護(hù)活性物質(zhì)間和活性物質(zhì)與集流器間的電接觸。石墨烯作為結(jié)構(gòu)特殊的碳材料，具有高導(dǎo)電性、高機(jī)械性能和高比表面積，能夠縮短離子和電子的傳遞路徑，是理想的提高金屬氧化物比表面積和導(dǎo)電性的材料。所以研究者們常把石墨烯和氫氧化鎳制備成復(fù)合材料，如氫氧化鎳納米片/石墨烯、花狀氫氧化鎳/石墨烯、氫氧化鎳納米線/石墨烯等，一定程度上可以提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。

目前已有的Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料的形貌大多數(shù)為花球狀，尚未見到利用一步水熱法制備具有片組裝立方體形貌的Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種片組裝立方體Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

步驟一：前驅(qū)體溶液的配制

將0.1-0.5g氧化石墨烯分散至300mL去離子水中，通過超聲使氧化石墨烯分散均勻，得到氧化石墨烯母液；量取60mL氧化石墨烯母液，用60-180mL去離子水稀釋該母液，得到氧化石墨烯分散液；

取60-90mL氧化石墨烯分散液，將沉淀劑溶解至該分散液中后繼續(xù)加入鎳鹽，攪拌至鎳鹽全部溶解，得到溶液A；另取60-90mL氧化石墨烯分散液，將形貌誘導(dǎo)劑溶解至該分散液中，得到溶液B，形貌誘導(dǎo)劑選自半胱氨酸；在攪拌的狀態(tài)下將溶液B加入到溶液A中，然后繼續(xù)攪拌30-60min，得到前驅(qū)體溶液；

步驟二：Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料的制備

將步驟一中得到的前驅(qū)體溶液以一定的填充比加入水熱釜后進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)后自然冷卻，然后將反應(yīng)產(chǎn)物離心；將離心分離所得沉淀洗滌后烘干，即得到片組裝立方體Ni(OH)₂/GO復(fù)合材料。

所述形貌誘導(dǎo)劑在溶液B中的終濃度為0.001-0.05mol/L。

所述鎳鹽選自六水合硝酸鎳，鎳鹽在溶液A中的終濃度為0.1-0.5M。

所述沉淀劑選自尿素，沉淀劑在溶液A中的終濃度為0.6-5M。

所述水熱反應(yīng)的溫度為80-180℃，保溫時(shí)間為6-24h。

所述填充比為30-50％。

所述烘干的溫度條件為30-70℃。