[发明专利]一种衬底上生长有钴纳米线阵列的锂离子电池负极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种衬底上生长有钴纳米线阵列的锂离子电池负极及其制备方法，所述锂离子电池负极由衬底、生长在衬底上的钴纳米线阵列以及沉积在钴纳米线阵列上的电极材料组成。所述制备方法包括以下步骤(1)以钴盐和尿素为原料，通过水热反应在衬底上合成氧化亚钴纳米线阵列；(2)将所述氧化亚钴纳米线阵列还原为钴纳米线阵列；(3)在纳米线阵列上沉积电极材料。本发明通过在衬底上生长钴纳米线阵列，再将硅沉积在钴纳米线阵列上，提高了硅与集流体的结合力，同时给硅材料形变提供了缓冲空间，进而提高了锂离子电池负极的电化学性能。另外该本发明方法工艺简单，成本低，易于推广。

主权项

一种锂离子电池负极，其特征在于，所述锂离子电池负极由如下方法制得：(1)将铜箔剪成3cm×4cm，用水和乙醇清洗几次，然后干燥备用；(2)将1.164g硝酸钴、1.2g尿素和40ml水搅拌混合，制成均一的水溶液，然后转移至聚四氟乙烯内胆中，并将洗涤烘干的金属衬底竖直放入，在高压反应釜中密封，放到烘箱里在95℃进行水热反应，反应时间为6小时；反应结束后将衬底取出用水和乙醇洗涤几次，在氩气气氛中400℃热处理2小时，得到生长在金属衬底上的氧化亚钴纳米线阵列；(3)将氧化亚钴纳米线阵列在5％氢气/氩气混合气气氛下300℃热处理2小时，得到生长在金属衬底上的钴纳米线阵列；(4)用射频溅射的方法在步骤(3)得到的钴纳米线阵列的表面沉积一层厚度可控的硅薄膜，氩气流量为30sccm，腔体气压为3Pa，溅射功率为100W，溅射时间为30min，得到锂离子电池负极；所述钴纳米线阵列的尺寸为长度1μm，直径30nm，尖端逐渐变细，呈针尖状。