本發(fā)明專利技術(shù)提供一種鋰離子動(dòng)力電池用負(fù)極Co(OH)2復(fù)合材料的制備方法，屬于電化學(xué)能源材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)采用Co(NO3)2·6H2O溶于乙醇中，加入氨水，將沉淀物離心洗滌后分散在適當(dāng)溶劑中，將溶液放于反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料。本發(fā)明專利技術(shù)的目的在于克服納米片之間的堆疊，電極材料與電解液接觸不充分等缺點(diǎn)，提供了一種Co(OH)2與Co3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)。Co3O4納米顆粒嵌入在片層Co(OH)2上，有效抑制了層與層的堆疊，提高了電解液與電極材料的浸潤(rùn)性，作為鋰離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co (OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，屬于電化學(xué)能源材料
技術(shù)介紹
鋰離子電池由于具有高的比能量、無(wú)記憶效應(yīng)、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子設(shè)備中。此外鋰離子電池作為高功率動(dòng)力電源，已被應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(HEV)和純電動(dòng)汽車(EV)等領(lǐng)域。目前商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極大都采用碳負(fù)極材料，但是碳存在著固有的缺陷，鋰的存儲(chǔ)容量相對(duì)低。納米材料的形貌和結(jié)構(gòu)對(duì)材料的性能有重要影響，不同的形貌結(jié)構(gòu)如納米線、納米管、納米棒、納米花等應(yīng)運(yùn)而生。 Co(OH)2由于具有高的比容量，是有發(fā)展前景的鋰離子電池負(fù)極材料。Co(OH)2納米片易于形成層狀結(jié)構(gòu)，這有利于鋰離子的傳輸以及電解液與電極材料的充分接觸。盡管有文獻(xiàn)報(bào)道，利用水熱法和快速沉淀法都合成了 Co(OH)2納米片，純相Co(OH)2作為鋰離子電池負(fù)極材料并沒(méi)有表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。這是由于納米片層在循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生堆疊，影響電極材料與電解液的浸潤(rùn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服納米片之間的堆疊，電極材料與電解液接觸不充分等缺點(diǎn)，提供了一種Co (OH)2與Co3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)。Co3O4納米顆粒嵌入在片層Co (OH) 2上，有效抑制了層與層的堆疊，提高了電解液與電極材料的浸潤(rùn)性，作為鋰離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。其技術(shù)方案是一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，具體步驟如下A)稱取一定量Co (NO3) 2 · 6H20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水；B)將步驟A中的沉淀物離心洗滌后溶于甲醇和水的混合液中；C)將步驟B中的混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co (OH)2與Co3O4復(fù)合材料。上述的甲醇與水的體積比為I : I。上述的水熱溫度為120 200°C。上述的水熱時(shí)間為12 84小時(shí)。其技術(shù)效果為本專利技術(shù)采用水熱合成法，快速合成形貌可控的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)，Co3O4納米顆粒嵌入在片層Co(OH)2上，有效抑制了層與層的堆疊，提高了電解液與電極材料的浸潤(rùn)性，作為鋰離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例一制備的Co (OH)2前驅(qū)體SEM圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例二制備的Co (OH)2與Co3O4復(fù)合材料SEM圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例二制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料首次充放電曲線圖。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例三制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料循環(huán)性能曲線圖。圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例四制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料首次充放電曲線圖。圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例四制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料循環(huán)性能曲線圖。圖7為本專利技術(shù)實(shí)施例四制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料在不同電流密度下的倍率性能圖。圖8為本專利技術(shù)實(shí)施例五制備的Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料首次充放電曲線圖。 具體實(shí)施例方式實(shí)施例一 0. 8731g Co (NO3) 2 · 6H20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水，攪拌15分鐘后，將沉淀物用去離子水離心洗滌；離心后的沉淀物溶于40mL乙二醇中，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中180°C水熱反應(yīng)48小時(shí)，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾烘干沉淀物，即得到Co(OH)2前驅(qū)體。參閱圖I。實(shí)施例二 稱取I. 7462g Co (NO3)2 ·6Η20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水，攪拌15分鐘后，將沉淀物用去離子水離心洗滌后溶于20mL甲醇和20mL水的混合液中，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)爸中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱條件為180°C,12小時(shí)。自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co (OH) 2與Co3O4復(fù)合材料。參閱圖2、3。實(shí)施例三稱取I. 7462g Co (NO3)2 ·6Η20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水，攪拌15分鐘后，將沉淀物用去離子水離心洗滌后溶于20mL甲醇和20mL水的混合液中，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)爸中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱條件為180°C,48小時(shí)。自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co (OH) 2與Co3O4復(fù)合材料。參閱圖4。實(shí)施例四稱取I. 7462g Co (NO3)2 ·6Η20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水，攪拌15分鐘后，將沉淀物用去離子水離心洗滌后溶于20mL甲醇和20mL水的混合液中，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱條件為180°C，72小時(shí)。自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料。參閱圖5、6、7。實(shí)施例五稱取I. 7462g Co (NO3)2 ·6Η20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水，攪拌15分鐘后，將沉淀物用去離子水離心洗滌后溶于20mL甲醇和20mL水的混合液中，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)爸中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱條件為180°C,84小時(shí)。自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co (OH) 2與Co3O4復(fù)合材料。參閱圖8。權(quán)利要求1.一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co (OH) 2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，包括以下工藝步驟A)稱取一定量Co(NO3)2 · 6H20溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加ImL濃氨水； B)將步驟A中的沉淀物離心洗滌后溶于甲醇和水的混合液中； C)將步驟B中的混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的甲醇與水的體積比為I : I。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的水熱溫度為120 200°C。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的水熱時(shí)間為12 84小時(shí)。全文摘要本專利技術(shù)提供一種鋰離子動(dòng)力電池用負(fù)極Co(OH)2復(fù)合材料的制備方法，屬于電化學(xué)能源材料
本專利技術(shù)采用Co(NO3)2·6H2O溶于乙醇中，加入氨水，將沉淀物離心洗滌后分散在適當(dāng)溶劑中，將溶液放于反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料。本專利技術(shù)的目的在于克服納米片之間的堆疊，電極材料與電解液接觸不充分等缺點(diǎn)，提供了一種Co(OH)2與Co3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)。Co3O4納米顆粒嵌入在片層Co(OH)2上，有效抑制了層與層的堆疊，提高了電解液與電極材料的浸潤(rùn)性，作為鋰離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。文檔編號(hào)H01M4/52GK102945955SQ20121051642公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日專利技術(shù)者鄢俊敏, 張新波, 尹彥斌, 孟凡陸, 趙雪 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高性能鋰離子電池負(fù)極Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料的制備方法，包括以下工藝步驟：A)稱取一定量Co(NO3)2·6H2O溶于40mL去離子水中，向溶液中滴加1mL濃氨水；B)將步驟A中的沉淀物離心洗滌后溶于甲醇和水的混合液中；C)將步驟B中的混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫，沉淀物離心洗滌，干燥后即得到Co(OH)2與Co3O4復(fù)合材料。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄢俊敏，張新波，尹彥斌，孟凡陸，趙雪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：吉林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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