[发明专利]一种Co3O4@Co@碳纳米笼的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种Co₃O₄@Co@碳纳米笼的制备方法及其应用，通过Co(NO₃)₂·6H₂O溶液逐滴滴加到2‑甲基咪唑溶液中，进行搅拌，反应后经离心、洗涤、干燥、分步煅烧炭化以及在空气中200‑230℃处理，制得Co₃O₄@Co@碳纳米笼。本发明的制备方法，其操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成。所制得的Co₃O₄@Co@碳纳米笼表现出较高的库伦效率和优异的循环稳定性，首次放电容量达1052mAh/g，充电容量达851mAh/g，其首次库伦效率高达81%；在0.2A/g的电流密度下经过100次循环过程后，其容量仍可保持在765mAh/g，表现出了优异的循环稳定性。

主权项

1.一种Co3O4@Co@碳纳米笼的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将0.35‑0.5 g的Co(NO3)2·6H2O和4‑6 g的2‑甲基咪唑分别溶于4‑6 ml和18‑22 ml的去离子水中，完全溶解后，得到Co(NO3)2·6H2O溶液和2‑甲基咪唑溶液；（2）将步骤（1）得到的Co(NO3)2·6H2O溶液逐滴滴加到2‑甲基咪唑溶液中，在20‑25℃下搅拌4‑12 h进行反应；（3）反应结束后进行离心并收集反应生成物，随后用去离子水和乙醇对所得生成物各洗涤3遍后干燥，随后进行分步煅烧炭化；所述分步煅烧炭化过程为：先在400 ℃下焙烧2 h，然后600 ℃下焙烧3h；（4）将步骤（3）分步煅烧炭化后得到的物质在空气中200‑230 ℃处理40‑130 min得到Co3O4@Co@碳纳米笼。