[发明专利]一种CoNb2

说明书

本公开涉及了一种CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：获得氧化石墨烯分散液；所述氧化石墨烯分散液中加入30％H₂O₂溶液后升至75℃～95℃反应；反应后的产物中加入Co₂O₃和Nb₂O₅后进行球磨；球磨后的产物在保护气体气氛下升至700℃～900℃后恒温反应，获得CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料。本发明中利用五氧化二铌和三氧化二钴结合制得双金属氧化物复合氧化石墨烯，提高其导电性，所得负极材料容量较高，循环稳定性好，可以作为锂离子电池负极材料。

技术领域

本公开涉及化学电源领域，具体涉及一种CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

化石燃料所产生的气体排放对空气造成了严重的污染，也使得全球气候急剧变暖,同时，因其不可再生，还使得人类面临着能源危机,因此着力开发环境友好型可再生能源迫在眉睫。其中锂离子电池作为可充电新型化学电源，具有能量密度大、安全性好、循环寿命长等优点，已经广泛应用于一些便携式电子商品以及电动汽车、军事、航空航天等领域，拥有十分广阔的发展空间。

负极材料影响着电池的放电容量、循环寿命、能量密度等性能参数，因此对负极材料的研究开发是决定电池性能一个非常重要的因素。铌基氧化物作为锂电负极受到众多科研工作者的关注，Nb₂O₅体相材料在脱/嵌锂过程中没有相变的发生且体积变化小，使其具有电容性过程，响应时间快，是一种可以实现快充快放的锂离子电极材料。同时，Nb与其他金属的复合氧化物作为负极材料也引起了研究者们的关注，主要包括钛铌氧化物、钾铌氧化物等。Jo等通过嵌段共聚物辅助自组装的方法制备了有序的介孔TiNb₂O₇材料，材料具有较大的比表面积，在0.1C倍率下的比容量为289mAh/g[Chem.Mater,2014,26(11):3508–3514.]，Griffith等采用固相法制备了微米级的Nb₁₆W₅O₅₅以及Nb₁₈W₁₆O₉₃，优化电池中离子的扩散速率[Nature,2018,559:556-563.]，但是铌酸盐材料仍然存在着理论容量较低、导电性较差的问题，因此还需要进一步探索以获得性能更好的铌酸盐负极材料。

发明内容

本公开提供一种CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料及其制备方法，能够解决铌酸盐材料理论容量较低、导电性较差的问题。为解决上述技术问题，本公开提供一种CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

获得氧化石墨烯分散液；

在所述氧化石墨烯分散液中加入30％H₂O₂溶液后升至75℃～95℃反应；

在反应后的产物中加入Co₂O₃和Nb₂O₅后进行球磨；

将球磨后的产物在保护气体气氛下升至700℃～900℃后恒温反应，获得CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料。

较佳的，球磨后的产物在保护气体气氛下，升至600℃～1000℃后恒温反应，获得CoNb₂O₆复合多孔石墨烯复合材料前还包括以下步骤：对所述球磨后的产物进行冷冻干燥研磨。