[发明专利]一种溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及钙钛矿钴基氧化物材料制备技术领域，尤其涉及一种溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法：将钙钛矿钴酸镧氧化物和还原性溶剂混合进行溶剂热反应，得到溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物，所述钙钛矿钴酸镧氧化物的化学式为Lasubgt;x1/subgt;Msubgt;x2/subgt;CoOsubgt;3/subgt;，所述M为过渡金属元素，所述0.8≤xsubgt;1/subgt;＜1，所述0≤xsubgt;2/subgt;＜0.1。本发明提供的制备方法简单安全，适用于工业生产，且制备得到的溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物的比容量和循环稳定性的电化学性能显著提升。

技术领域

本发明涉及钙钛矿钴基氧化物材料制备技术领域，尤其涉及一种溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物及其制备方法和应用。

背景技术

新能源汽车的动力装置不但需要具有保证续航能力的高能量密度，同时还要具有可快速充放电的高功率密度和长程稳定性。超级电容器因其具备高功率密度、超长使用寿命以及安全、环保等优点而被广泛关注。但在保持高功率密度和超长使用寿命的同时，大幅提升其能量密度，进而制备电池型超级电容器一直是材料科学的难题与电化学储能的关键。以过渡金属氧化物为主的赝电容材料利用表面或亚表面活性位点的快速反应存储电荷，因而可获得比双电层材料更高的比电容和能量密度。

过渡金属氧化物的赝电容反应发生在材料的表面或亚表面，但由于过渡金属氧化物材料本身的比表面积相对较小，表面或亚表面以外的活性物质没有充分参与氧化还原反应，而且过渡金属氧化物材料本身的导电性相对较差，其较差的电子传导能力限制了其高功率密度所需的倍率特性。因此，提出利用溶出策略提升电极材料的电化学性能，通过调控其形貌提高材料导电性和比表面积，进而提升材料的比电容和能量密度。

溶出策略是一种由内向外的调控手段。溶出是指在特定条件下，金属氧化物从晶格主体由内向外溶出纳米金属颗粒或者纳米金属氧化物颗粒的过程。通过溶出策略将纳米金属颗粒均匀地镶嵌在母体氧化物上，可以大幅度地提升金属氧化物的电导率，且不妨碍电解液离子与活性材料接触，提升其功率特性。通过溶出策略将纳米金属氧化物颗粒均匀镶嵌在母体氧化物上，可暴露更多的活性位点与电解液接触，增加电化学活性表面利用率，从而提高金属氧化物材料存储电荷的能力。溶出的颗粒与母体材料通过化学键结合，十分稳定。

目前常用的溶出方法是通过还原性氢气保护高温退火处理，但是这种溶出的过程存在反应条件苛刻，氢气安全性差等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法简单安全，适用于工业生产，且制备得到的溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物的比容量电化学性能显著提升。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钙钛矿钴酸镧氧化物和还原性溶剂混合进行溶剂热反应，得到溶出型钙钛矿钴酸镧氧化物，所述钙钛矿钴酸镧氧化物的化学式为La_x1M_x2CoO₃，所述La_x1M_x2CoO₃中的M为过渡金属元素，所述La_x1M_x2CoO₃中的x₁为0.8≤x₁＜1，所述La_x1M_x2CoO₃中的x₂为0≤x₂＜0.1。

优选的，所述M包括Ag和/或Ce。