[发明专利]一种氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片及其制备方法与储能应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片的制备方法，其特征在于：首先通过溶剂热合成氧化钴纳米片前驱体；然后以聚乙烯吡咯烷酮为氮源和碳源，通过水浴处理，在氧化钴纳米片前驱体表面形成一层聚乙烯吡咯烷酮层；最后在高温下进行煅烧，充分利用聚乙烯吡咯烷酮在高温煅烧过程中原位碳化和分解，在氧化钴纳米片表面形成氮掺杂的碳层，即获得氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片。

2.根据权利要求1所述氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)溶剂热合成氧化钴纳米片前驱体

称取0.5～1.5g Co(NO₃)₂·6H₂O加入到30～80mL的去离子水中，搅拌15～30min，加入0.1～1g尿素，搅拌至形成无固体沉淀的溶液；然后把溶液加入到体积为50mL的反应釜中，在温度为150～180℃的电热恒温鼓风干燥箱中保温12～18h；自然冷却到室温后反应釜内生成粉红色沉淀，用乙醇和去离子水交替离心清洗、烘箱干燥，得到氧化钴纳米片前驱体；

(2)氧化钴纳米片前驱体@聚乙烯吡咯烷酮层的合成

首先配制去离子水与乙二醇体积比为1:5的混合溶液，然后向10～30mL混合溶液中加入0.1～1g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌15～30min，最后加入0.1～0.5g氧化钴纳米片前驱体，在水浴温度为80～100℃中保温4～12h，随后离心、干燥，将去离子水及乙二醇去除，进而得到氧化钴纳米片前驱体@聚乙烯吡咯烷酮层；

(3)氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片的合成

将所述氧化钴纳米片前驱体@聚乙烯吡咯烷酮层粉末放置于烧舟中，在氩气氛围中，将管式炉内温度升至400～500℃，升温速率1～10℃min^-1，保温煅烧1～4h，然后随炉冷却至室温，即获氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片。

3.一种权利要求1或2所述制备方法所获得的氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片。

4.一种权利要求3所述的氮掺杂碳层包覆的氧化钴纳米片的储能应用，其特征在于：用于作为锂离子电池负极材料。