[發(fā)明專利]鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷／石墨烯復(fù)合材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911179924.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111029570B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周寧芳;秦偉;吳春;賈傳坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/58
• 分類號(hào): H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/19;C01G51/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料為納米棒結(jié)構(gòu)硼酸鈷鑲嵌在褶皺的石墨烯內(nèi)部，硼酸鈷所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%~95%，所述硼酸鈷為結(jié)晶CoB₄O₇；

所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料的制備方法，首先將水溶性鈷鹽以及十水四硼酸鈉溶于去離子水，之后加入氧化石墨烯溶液，在水熱反應(yīng)條件下控制溫度和反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)；最后將所獲得的沉淀離心洗滌干燥，獲得鋰離子電池負(fù)極用的硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料；其中，氧化石墨烯采用化學(xué)方法合成；

鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)如下：作為鋰離子電池負(fù)極材料，當(dāng)充放電電流密度為100?mA/g至1000?mA/g時(shí)，其比容量為1066?mAh/g至316mAh/g。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，硼酸鈷所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15%~50%。

3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，具體步驟如下：

（1）采用改性Hummer法制備氧化石墨烯；

（2）分別將水溶性鈷鹽以及十水四硼酸鈉按照摩爾比0.5~2.5:1加入到去離子水中并溶解得到溶液，按氧化石墨烯與鈷鹽質(zhì)量比為1:5~95的量加入氧化石墨烯溶液，得到前驅(qū)體混合溶液；

（3）將上述前驅(qū)體混合溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，在80~200℃下進(jìn)行水熱反應(yīng)8~30?h；待反應(yīng)完成自然冷卻至室溫后，將所得反應(yīng)沉淀進(jìn)行離心清洗，除去未反應(yīng)吸附離子后，將離心所得的反應(yīng)沉淀于80~120?℃過(guò)夜干燥。

4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟（2）中，水溶性鈷鹽與十水四硼酸鈉的摩爾比為2.5:1。

5.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟（2）中，氧化石墨烯與鈷鹽的質(zhì)量比為1:50，氧化石墨烯溶液的濃度為5~15mg/mL。

6.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟（2）中，水溶性鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷中的一種或兩種以上。

7.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極用硼酸鈷/石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，步驟（3）中，離心清洗是以6000~10000?rpm轉(zhuǎn)速離心得到沉淀，離心清洗是依次用去離子水和乙醇清洗，重復(fù)2~4次。