[發明專利]一種四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極的制備方法

有效

• 申請號: 201710238744.0
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106941152B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 陳明華;亓美麗;陳慶國;殷景華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/04;H01M4/131;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極的制備方法，它涉及一種電極的制備方法。本發明的目的是要解決現有過渡金屬氧化物存在首次充放電庫侖效率低、體積改變較大、倍率性能較差和容量衰減較快的問題。方法：一、泡沫鎳的預處理；二、制備混合溶液A；三、制備表面負載有Co₃O₄納米棒陣列的鎳片；四、制備退火處理的表面負載有Co₃O₄納米棒陣列的鎳片；五、制備混合溶液B；六、電沉積，得到四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極。在電流密度為600mAg^?1的條件下，本發明制備的四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極的充電容量高達876mAh g^?1。本發明適用于制備四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極。

技術領域

本發明涉及一種電極的制備方法。

背景技術

由于人們對便攜式電子設備的需求快速增長，刺激了鋰離子電池產業的迅速發展。鋰離子電池具有較高的能量密度和較長的使用壽命，其已經廣泛應用于人們日常生活之中。石墨是目前商業應用最廣的負極材料，但其有限的理論能量無法滿足日益增長的能量需求。由于過渡金屬氧化物(M_xO_y,M＝Fe、Co、Ni、Mn、Mo、Cr、Nb等)的循環性能大約是傳統石墨的2-3倍，且具有生態友好、耐腐蝕和較低的經濟成本等特點，因此，過渡金屬氧化物被認為是很大應用前景的負極材料。很多研究者一直致力于利用過渡金屬氧化物作為負極材料以提高鋰離子電池的容量。然而，由于過渡金屬氧化物存在首次充放電庫侖效率低、體積改變較大、倍率性能較差和容量衰減較快等缺點，限制了其實際應用。

發明內容

本發明的目的是要解決現有過渡金屬氧化物存在首次充放電庫侖效率低、體積改變較大、倍率性能較差和容量衰減較快的問題，而提供一種四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極的制備方法。

一種四氧化三鈷納米棒/聚苯胺核殼陣列電極的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、泡沫鎳的預處理：

使用壓片機對厚度為1.5mm的泡沫鎳進行壓片處理，得到厚度為0.2mm～0.4mm的泡沫鎳；首先使用無水乙醇對鎳片超聲清洗5min～10min，再使用丙酮對鎳片超聲清洗5min～10min，最后使用無水乙醇沖洗3次～5次，再在溫度為60℃下烘干，得到潔凈的鎳片；

二、將硝酸鈷溶解到蒸餾水中，再加入質量分數為25％～28％的氨水，得到混合溶液A；

步驟二中所述的硝酸鈷的質量與蒸餾水的體積比為(1g～5g):40mL；

步驟二中所述的硝酸鈷的質量與質量分數為25％～28％的氨水的體積比為(1g～5g):30mL；

三、將聚酰亞胺膠帶粘貼到步驟一中得到的潔凈的鎳片的一個表面上，再浸入到步驟二中得到的混合溶液A中，再在溫度為90℃下反應6h～8h；取出后使用蒸餾水進行沖洗3次～5次，得到表面負載有Co₃O₄納米棒陣列的鎳片；

四、將表面負載有Co₃O₄納米棒陣列的鎳片在空氣氣氛和溫度為250℃～350℃下熱處理0.5h～2h，得到退火處理的表面負載有Co₃O₄納米棒陣列的鎳片；

五、將苯胺和質量分數為95％～98％的硫酸加入到去離子水中，再超聲分散15min～20min，得到混合溶液B；

步驟五中所述的苯胺與去離子的體積比為(0.5～2):100；

步驟五中所述的質量分數為95％～98％的硫酸與去離子的體積比為(0.5～2):100；