[发明专利]泡沫镍负载不同形貌一氧化钴纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开一种泡沫镍负载不同形貌一氧化钴纳米材料的制备方法，包括：将片状的泡沫镍置于超声清洗机中进行清洗，将清洗后的泡沫镍置于干燥箱中进行干燥；将六水合氯化钴粉末分散到加入有尿素的分散溶剂中，室温下磁力搅拌形成悬浊液；将悬浊液转移至高压水热反应釜中，并将已干燥的片状的泡沫镍倾斜地放入高压水热反应釜中，密封高压水热反应釜，将高压水热反应釜置于干燥箱中，于160～200摄氏度的条件下保温15～18小时后，自然冷却至室温；取出高压水热反应釜中中的泡沫镍，置于超声清洗机中进行清洗后，于真空干燥箱内进行干燥，得到前驱体；以及煅烧步骤前驱体，煅烧温度设定为400～520摄氏度，煅烧时间设定为3～4小时。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极材料，尤其涉及泡沫镍负载一氧化钴纳米材料的制备方法。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，石油等不可再生资源的枯竭愈发严重，同时不可再生资源造成的环境污染也成为全球关注的重点问题之一。因而，研发新一代高性能、环保及绿色的化学电源是解决可持续发展的重要内容。锂离子电池作为一种高效的新型绿色环保储能器件，具有能量密度高、工作电压高、自放电小、循环寿命长、安全性能好以及无记忆效应等优点，是一种当今国际公认的理想化学能源，因而广泛地应用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电子设备以及小型电动工具中，并有望在电动汽车、航天航空、医疗机械等尖端科技领域得到大规模的使用。因而研发具有高性能、低成本、寿命长的锂离子电池已经成为国内外研究的热门问题之一。

负极作为锂离子电池重要的一部分，对于锂离子电池性能起着至关重要的作用，并得到了广泛的研究。目前商用的锂离子电池负极材料主要是石墨类，然而石墨类材料在作为锂离子电池负极材料容量仅仅只有约372mAh/g，无法满足日益增长的高性能存储要求。因此，开发新一代高性能的锂离子电池负极材料显得尤为重要。

过渡金属氧化物CoO(一氧化钴)因其具有高的理论比容量(约716mAh/g)，被视为下一代最有发展前景的锂离子电池负极材料。然而，一氧化钴作为锂离子电池负极材料也面临着首次库伦效率低、电极粉化、体积膨胀等问题。国内外众多报道中，人们通过设计不同形貌的CoO纳米材料来改善上述问题，但问题没有得到根本地解决。而作为导电集流体，泡沫镍、泡沫铜等具有三维网状结构、导电性能好、大的比表面积等特点作为锂离子电池负极材料能够最大限度的缓冲充放电过程中所造成的体积膨胀效应、电子导电性低等问题，从而保证优异的电化学性能。

英文文献《Synthesis of CoO Porous Nanowire Arrays on Ti Substrate andTheir Application as Lithium-Ion Battery Electrodes》公开了一种纳米线状的CoO材料制备方法，该报道通过将一氧化钴纳米材料长在钛箔上，从而得到纳米线阵列。该材料作为锂离子电池负极材料，由于纳米线阵列的不规整，杂乱无章，从而导致不可逆容量的增加以及体积效应，使得总的比容量和电化学性能并未得到根本的改善。因此需要进一步研究在导电集流体上负载纳米材料提高其电化学性能。

英文文献《CoO nanosheets derived from electrodeposited cobalt metaltowards high performance lithium ion batteries》公开了一种纳米片状的CoO材料制备方法，该报道通过将CoO纳米片长在Cu箔上，得到了厚度约为50nm的纳米片结构，同时作为锂离子电池负极材料时，在电流密度为0.1C时经过80次循环，容量仅有约700mAh/g，即使经过碳包覆后，容量也仅有约750mAh/g，因而其性能需要进一步提高。