[发明专利]一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料及其制备方法，属于能源材料及其制备技术领域。包括以下步骤：将氧化石墨烯加入第一溶剂中混合形成氧化石墨烯分散液，然后将金属盐加入氧化石墨烯分散液中混合形成第一混合液；将配体加入第二溶剂中混合形成第二混合液；然后将第一混合液与第二混合液混合后静置、离心、洗涤、烘干后得金属有机框架基底材料；将金属有机框架基底材料与第三溶剂混合形成第三混合液；将镍盐、钴盐与第四溶剂混合形成第四混合液；将第四混合液与第三混合液混合搅拌，然后离心、烘干、煅烧后制得三元钴酸镍锂离子电池负极材料。制备得的电池负极材料的电化学性能优异，具有良好的电子传输性以及离子传输性。

技术领域

本发明属于能源材料及其制备技术领域，具体地说，涉及一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池(LIB)是一种商业化的储能系统，作为便携式电子设备的电源得到了广泛的应用。近年，由于未来电子设备需要更长的工作时间以及在大电流下更可观的可逆容量，对高性能锂离子电池的需求越来越迫切。而开发高性能电池的关键问题就是探索能够传递更高能量密度以及倍率性能的新型电极材料。

三元过渡金属氧化物由于具有较高的理论容量(-1000mAh g^-1)，相比于理论容量为372mAh g^-1的商业石墨负极材料更加优越，因此被广泛地作为高性能LIB新型负极材料的候选研究对象。作为典型的三元过渡金属氧化物，NiCo₂O₄具有较高的理论能量容量890mAhg^-1；其次，它具有成本低、资源丰富、环境性能好等优点，被认为是一种很有前途的负极材料；更重要的是，尖晶石NiCo₂O₄比镍的氧化物或钴的氧化物具有更好的导电性和更高的电化学活性；然而，由于受限的电子与离子传输性以及较差的结构稳定性而无法维持钴酸镍材料在充放电过程中的巨大体积变化，最终导致容量的快速衰减，进而限制了其发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料的制备方法，方法简单，制备得的电池负极材料的电化学性能优异，具有良好的电子传输性以及离子传输性。

本发明的另目的在于提供一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料，具有良好的电子传输性以及离子传输性，电化学性能优异。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

将氧化石墨烯加入第一溶剂中混合搅拌均匀形成氧化石墨烯分散液，然后将金属盐加入氧化石墨烯分散液中混合搅拌均匀形成第一混合液；

将配体加入第二溶剂中混合搅拌均匀形成第二混合液；

然后将第一混合液与第二混合液混合搅拌均匀后静置、离心、洗涤、烘干后得金属有机框架基底材料；

将金属有机框架基底材料与第三溶剂混合搅拌均匀形成第三混合液；

将镍盐、钴盐与第四溶剂混合搅拌均匀形成第四混合液，其中，镍盐中的镍离子与钴盐中的钴离子的摩尔比为1：2；

将第四混合液与第三混合液混合搅拌，然后离心、烘干、煅烧后制得三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料。

一种三明治结构的三元钴酸镍锂离子电池负极材料，由权利要求上述制备方法制得。