[发明专利]一种三维石墨烯负载CoO量子点复合物电极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种三维石墨烯负载CoO量子点复合物电极材料及其制备方法，先按体积比为(1～5)：60，将油胺加入乙醇溶液中，得到A；将钴盐、C₁₈H₃₃NaO₂和沉淀剂加入到A中，搅拌均匀得到B；将氧化石墨烯加入到B中，搅拌均匀得到C；对C进行超声处理，然后进行微波水热反应，生成沉淀物；分离出沉淀物并洗涤干燥，再在300～500℃的气氛炉中保温1～3h，冷却至室温，得到三维石墨烯负载CoO量子点复合物电极材料。本发明得到的CoO量子点尺寸小，利于电子快速传输，加快充放电过程中反应速率，增多反应活性位点；三维石墨烯的网络结构缓解充放电过程离子嵌入脱出带来的体积膨胀，保护CoO颗粒，稳定材料结构。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，具体涉及一种三维石墨烯负载CoO量子点复合物电极材料及其制备方法。

背景技术

九十年代以来，随着集成电路和电子信息技术的飞速发展，各种便携式电子设备(如手机、笔记本电脑等)逐渐得到推广普及，对化学电源的小型化和高能化提出了更高要求。时代的需求极大地推动安全、环保、低成本、高比能量及长循环寿命二次电池技术的发展。锂离子电池，作为一种新型的能量储备装置，由于其能量密度高、循环使用寿命长、电极材料体积小、对环境几乎没有污染和较高的安全性能等优点，越来越受到人类的重视，被认为是一个很有潜力的便携式储能装置。对于锂离子电池的负极材料而言，目前商业化使用的石墨类材料由于理论容量较低(372mAh/g)，不易快速充放电，耐过充过放电能力差而难以满足发展的要求，亟待开发出新的负极材料。过渡金属氧化物(如Fe₂O₃、Mn₃O₄、Co₃O₄、CoO等)由于较高的理论容量近年来备受关注，CoO是一种低价态钴氧化物，理论容量为719mAh/g，原料来源广泛，易于制备，但其自身较差的导电性和充放电过程中的体积膨胀效应阻碍了其在电极材料方面的发展。通常解决这两种问题的方法就是材料尺寸的纳米化以及和碳类物质复合。石墨烯是一种二维具有高导电性、高机械性能和高比表面积的碳材料，通常用来负载氧化物或氢氧化物的载体，而三维石墨烯是一种具有网络状结构的三维基体，可以实现电子的更快传输，同时也具有更高的机械强度和更大的比表面积。通常氧化物和三维石墨烯复合的方法都较为复杂繁琐。