[發明專利]CoP中空管狀納米材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710255806.9
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107146885B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 陳夢娜;方臻
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/0525;C01B25/08;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄒飛艷;張苗

本發明公開了一種CoP中空管狀納米材料及其制備方法和應用，該CoP納米材料為三維中空管狀結構，長度為1?5um，直徑為80?250nm。該制備方法包括：1)將鈷源與配體于水中進行配位反應，接著將反應產物烘干以制得粉紫色前驅體；2)將三(羥甲基)氨基甲烷溶解于粉紫色前驅體水溶液中，接著加入鹽酸，然后加入多巴胺進行接觸反應以制得灰色產物；3)在保護氣的存在下，將灰色產物進行熱處理以制得黑色產物；4)在保護氣的存在下，將磷源與黑色產物進行煅燒以制得CoP中空管狀納米材料。該CoP中空管狀納米材料具有優異的電化學性能使其能夠作為鋰離子電池電極材料，并且該制備方法工序簡單且原料易得。

技術領域

本發明涉及CoP納米材料，具體地，涉及CoP中空管狀納米材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著社會能源短缺及人類對能源需求的日益增加，傳統能源在儲量、能源效率、環境污染及成本等方面的約束日益凸顯，因此迫切需求一些高能量，高功率密度的儲能材料來解決能源危機，鋰離子電池作為儲能器件應運而生。鋰離子電池具有電壓高，體積小，電容量大和無污染等優點。在鋰離子電池中，商業化石墨類負極材料達到372mAh/g的理論容量極限值，嚴重制約了動力電池的發展。所以尋找更高容量，經濟安全的負極材料替代石墨材料已成為當前研究亟待解決的課題。CoP材料具有較高的理論容量(894mAh/g)、低成本、優越的安全性能、易于制得等優點；在負極材料中作為高容量高倍率性能材料有很好的應用前景。

隨著近來納米技術的進步，已經有各種合成方法用于合成Co₂P和CoP納米材料。然而，已經報道的CoP陽極還沒有實現很好的鋰存儲性質(例如穩定的循環性能和優異倍率性能)。因此，對CoP材料進行結構和成分的調控，獲得具有更優異性能的CoP材料是本領域急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種CoP中空管狀納米材料及其制備方法和應用，該CoP中空管狀納米材料具有優異的電化學性能使其能夠作為鋰離子電池電極材料，并且該制備方法工序簡單且原料易得。

為了實現上述目的，本發明提供了一種CoP中空管狀納米材料，該CoP納米材料為三維中空管狀結構，長度為1-5um，直徑為80-250nm。

本發明還提供了一種上述的CoP中空管狀納米材料的制備方法，該制備方法包括：

1)將鈷源與配體于水中進行配位反應，接著將反應產物烘干以制得粉紫色前驅體；

2)將三(羥甲基)氨基甲烷溶解于粉紫色前驅體水溶液中，接著加入鹽酸，然后加入多巴胺進行接觸反應以制得灰色產物；

3)在保護氣的存在下，將灰色產物進行熱處理以制得黑色產物；

4)在保護氣的存在下，將磷源與黑色產物進行煅燒以制得CoP中空管狀納米材料。

本發明進一步提供了一種上述的CoP中空管狀納米材料在鋰離子電池中的應用。

通過上述技術方案，本發明：首先通過溶劑熱法制備粉紫色的前驅體粉末；接著將粉紫色前驅體粉末進行多巴胺包覆；將多巴胺包覆之后的灰色產物在進行炭化得到灰色粉末；最后將炭化之后的黑色產物進行磷化得到中空管狀結構的磷化鈷。經過電化學測試得知該納米材料具有優秀的電化學性能，能夠作為鋰離子電池的電極材料使用。同時，該制備方法具有工序簡單和原料易得的優點。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是檢測例1中實施例1中的粉紫色前驅體的掃描電鏡圖；