[發明專利]碳包覆氧化亞鈷納米線陣列/碳布復合鋰離子電池柔性負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210421669.2
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114613975A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 望軍;趙雨;鄭毅
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務所(普通合伙) 44777
• 代理人: 陳桂香

本發明提供了一種碳包覆CoO納米線陣列/碳布鋰電池柔性負極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)清洗炭布，放入高壓反應釜內襯；(2)Co(NO₃)₂·6H₂O1～4mmol，NH₄F0～8mmol，尿素5～10mmol溶解在去離子水中后轉移至高壓反應釜內襯中，對反應釜加熱，自然冷卻，得到長有中間體的碳布；(3)對長有中間體的碳布煅燒得到CoO納米線/碳布復合材料；(4)將CoO納米線/碳布復合材料浸泡于0.44～0.9mol/L的葡萄糖溶液中，取出放入烘箱內干燥；(5)將第四步獲得的復合材料煅燒得到碳包覆CoO納米線陣列/碳布復合材料。本發明對活性物質納米CoO的碳包覆，減弱了使用中樣品形貌被破壞的現象，改善了電極材料的導電性。這種新穎的三維陣列產量高，作為鋰離子電池負極具有很高的實用價值。

技術領域

本發明屬于新一代能源存儲領域，特別涉及一種用于鋰離子電池負極材料的碳包覆氧化亞鈷納米線陣列/碳布復合材料的制備方法。

背景技術

鋰離子電池是目前國際公認的理想化學能源，具有體積小、電容量大、電壓高等優點，被廣泛用于移動電話、手提電腦等電子產品。當今，便攜式電子設備受到追捧，可穿戴電子產品也因運而生，而與這類產品配套的儲能裝置必須具備體積小、重量輕、柔性等特點。碳布價格低廉，化學穩定性好，機械強度和柔韌性優良，導電性高，因而能夠用于柔性鋰離子電池負極的基體材料。

納米氧化亞鈷主要應用在鋰離子電池負極材料領域。迄今為止,關于氧化亞鈷的研究主要以納米顆粒、納米線等為主，這類活性材料在嵌入/脫出鋰的過程中很容易受到相互間的體積應力；此外，存在自身導電性差，離子傳輸通道少，循環壽命低，倍率性能差等諸多問題。所以，設計一種簡單的路徑，直接在良好導電性的碳布集流體上獲得有序碳包覆的氧化亞鈷納米線陣列結構是新型鋰離子電池電極材料未來發展的迫切需要。

發明內容

本發明目的在于提供一種制備氧化亞鈷納米線陣列@碳/碳布復合結構鋰離子電池負極材料的方法。本發明采用水熱法制備出均勻生長在碳布表面的碳包覆氧化亞鈷納米線陣列的復合結構，能有效地解決材料常規制備工藝中材料易粉化、充放電體積變化大、循環性差和傳輸路徑較長的問題。

本發明提供了一種碳包覆氧化亞鈷納米線陣列/碳布復合結構電極材料的制備方法，包括以下步驟:

(1)清洗炭布，放入高壓反應釜內襯；

(2)將1～4mmolCo(NO₃)₂·6H₂O，0～8mmolNH₄F，5～10mmolCO(NH₂)₂(尿素)混合后溶解在去離子水中后轉移至高壓反應釜內襯中，對反應釜加熱，自然冷卻，得到長有陣列樣品的碳布；

(3)對長有陣列樣品的碳布煅燒得到氧化亞鈷納米線陣列/碳布復合材料。

作為優化，所述反應釜的加熱溫度為120～150℃，加熱時間5～18小時。

作為優化,所述煅燒溫度400～900℃，煅燒時間1～5小時。

將氧化亞鈷納米線/碳布復合材料浸泡于0.44～0.9mol/L的葡萄糖溶液中30分鐘后，取出放入60℃的烘箱內烘3～6小時；

將第四步獲得的復合材料煅燒得到碳包覆氧化亞鈷納米線陣列/碳布復合材料。

作為優化,所述煅燒溫度500～900℃，煅燒時間1～5小時。

本發明具有如下有益-效果: