[發(fā)明專利]一種絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010061334.5
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111244424B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武軍;朱曼麗;姜綿姣;徐軍明;宋開新;盛衛(wèi)琴
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發(fā)明公開了一種復(fù)合材料的制備方法，包括：S11.將尿素溶于去離子水并攪拌至溶解得到第一溶液，加入六水硝酸鎳繼續(xù)攪拌，形成藍色溶液；S12.將藍色溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)后得到第二溶液；將第二溶液離心并沖洗至澄清得到第一沉淀物；將第一沉淀物進行過濾、干燥得到第一前驅(qū)體；S13.將第一前驅(qū)體置于馬弗爐中煅燒得到NiO花狀微球；S14.將NiO花狀微球粉末浸泡于絲膠水溶液，并進行離心分離得到第二沉淀物并干燥，得到干燥后的NiO花狀微球粉末；S15.將干燥后的NiO花狀微球粉末置于管式爐在氮氣或氬氣保護氣氛下煅燒得到絲膠碳膜包覆微球的復(fù)合材料；S16.將所述得到的絲膠碳膜包覆微球的復(fù)合材料放入馬弗爐中煅燒得到絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球的復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)能量存儲與轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

氧化鎳(NiO)是一類典型的過渡金屬氧化物，晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，NiO的晶體結(jié)構(gòu)與氯化鈉類似，即巖鹽結(jié)構(gòu)，其中每個Ni周圍有六個最近距離的O，氧原子形成正八面體，鎳原子處于其中心；反之亦然，氧原子也處于鎳原子形成的正八面體中。整個晶體可以看作是呈面心立方排布的Ni和同樣呈面心立方的O交錯而成，良好的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能使其在超級電容器、鋰離子電池、鋰硫電池等新能源領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用前景。目前，作為電池電極材料，NiO已成為研究發(fā)展較快的過渡金屬氧化物之一，原因在于NiO具有以下誘人的獨特優(yōu)勢：a)原料易得，合成簡單；b)作為鋰電負極材料具有較高的理論容量；c)良好的熱穩(wěn)定性與電化學(xué)性能。

作為鋰硫電池的正極材料，單一NiO的電化學(xué)表現(xiàn)并不理想。其中，主要原因是活性材料不能全部激活參與充放電反應(yīng)，加之NiO導(dǎo)電性不好，充放電過程中硫體積膨脹嚴重等問題，從而限制了其在儲能領(lǐng)域的發(fā)展。針對這些問題，人們做了大量改進工作，其中比較有效的方法之一就是在NiO中摻入碳材料，碳材料不僅循環(huán)穩(wěn)定性好，而且大多具有良好的導(dǎo)電性，所以在NiO中通過摻入少量碳材料，是改善其導(dǎo)電性從而提高電池電化學(xué)性能的有效途徑之一。因此本發(fā)明提供了一種絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球復(fù)合材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球復(fù)合材料的制備方法，采用從蠶絲提取過程中廢棄的可溶于水的絲膠蛋白，整個制備過程具有簡單方便，環(huán)境友好且廢物利用等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種絲膠碳膜包覆Ni/NiO微球復(fù)合材料的制備方法，包括步驟：

S1.取一定量的尿素CO(NH₂)₂溶于一定體積的去離子水，在室溫下磁力攪拌至溶解，得到第一溶液；在所述第一溶液中加入一定量的六水硝酸鎳Ni(NO₃)₂·6H₂O繼續(xù)攪拌0.5-1h，形成混合均勻的藍色溶液；

S2.將得到的藍色溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，在120-200℃下反應(yīng)2-12h后，得到第二溶液；將得到的第二溶液離心并用無水乙醇和去離子水沖洗至第二溶液澄清，得到第一沉淀物；將所述得到的第一沉淀物進行過濾，并在60-100℃下干燥12h，得到第一前驅(qū)體；

S3.將得到的第一前驅(qū)體置于馬弗爐中煅燒2-4h，得到NiO花狀微球；

S4.將所述得到的NiO花狀微球粉末浸泡于0.5-2mmol/L的絲膠水溶液中1-3h，并進行離心分離，得到第二沉淀物；將所述得到的第二沉淀物在60-100℃下干燥12h，得到干燥后的NiO花狀微球粉末；

S5.將得到的干燥后的NiO花狀微球粉末置于管式爐在氮氣或氬氣保護氣氛下煅燒2-4h，得到絲膠碳膜包覆微球的復(fù)合材料；