四氧化三钴-碳多孔纳米纤维的制备方法及其作为锂离子电池的用途技术

本发明专利技术公开了一种四氧化三钴-碳多孔纳米纤维的制备方法及其作为锂离子电池的用途，制备方法是：将可溶性钴盐的溶胶液滴加到聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯的二甲基甲酰胺溶液中并不断搅拌，在80～100℃保持24小时；采用静电纺丝工艺，制备负载于铝箔上的聚合物/钴盐复合纤维；将聚合物/钴盐复合纤维于空气中以2～4℃/分的速率升温到280℃并保持2小时；然后在惰性气氛保护下加热到500℃并保持4小时，冷却后，得到四氧化三钴-碳多孔纳米纤维。该复合材料具有纳米尺寸和高的导电率，作为锂电池负极材料，不仅能改善锂电池的循环寿命和倍率性能，而且工艺简单、重现性好、易于实施、有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极材料
，尤其涉及一种锂离子电池四氧化三钴-碳多孔纳米纤维的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高电压、高容量、体积小、质量轻、无记忆效应、自放电小和循环寿命长等优点，使其成为21世纪极具潜力的新型化学电源。目前商业化锂电池中负极材料石墨的理论容量只有372mAh/g，不能满足高性能电池的应用需求。因此，开发具有更高容量、长循环寿命和高倍率性能的负极材料成为国内外研究者追逐的目标。其中，过渡金属氧化物四氧化三钴(Co3O4)理论容量(890mAh/g)是石墨的2～3倍，具有很大的应用前景；但其存在首次库伦效率低、循环寿命差及倍率性能不高的缺点。为了提高Co3O4的电化学性能，主要从以下两个方面进行考虑：(1)制备纳米级别Co3O4材料,通过此种方法可以改善四氧化钴作为负极材料的库伦效率和循环性能，(2)表面改性，如包覆碳层、掺杂金属等，通过此种方法能增加四氧化三钴负极材料的电导率，提高其倍率性能。而将两种方法结合起来，设计一种有特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
四氧化三钴‑碳多孔纳米纤维制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)制备聚合物/钴盐纺丝溶液：在80～100℃加热条件下，先分别制备聚合物的二甲基甲酰胺溶液与可溶性钴盐的二甲基甲酰胺溶胶液；再将可溶性钴盐的二甲基甲酰胺溶胶液与聚合物的二甲基甲酰胺混合，然后在80～100℃搅拌20小时以上，即得到聚合物/钴盐纺丝溶液；(2)制备负载于铝箔上的聚合物/钴盐复合纤维：将铝箔固定到塑料板上作为收集装置，采用静电纺丝工艺制备负载于铝箔上的聚合物/钴盐复合纤维；(3)制备四氧化三钴‑碳多孔纳米纤维：先将聚合物/钴盐复合纤维在空气中以2～4℃/分的速率升温到280℃至少保持2小时；然后将聚合物/钴盐复合纤维在氩...

【技术特征摘要】
1.四氧化三钴-碳多孔纳米纤维制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)制备聚合物/钴盐纺丝溶液：
在80～100℃加热条件下，先分别制备聚合物的二甲基甲酰胺溶液与可溶性
钴盐的二甲基甲酰胺溶胶液；再将可溶性钴盐的二甲基甲酰胺溶胶液与聚合物
的二甲基甲酰胺混合，然后在80～100℃搅拌20小时以上，即得到聚合物/钴盐
纺丝溶液；
(2)制备负载于铝箔上的聚合物/钴盐复合纤维：
将铝箔固定到塑料板上作为收集装置，采用静电纺丝工艺制备负载于铝箔
上的聚合物/钴盐复合纤维；
(3)制备四氧化三钴-碳多孔纳米纤维：
先将聚合物/钴盐复合纤维在空气中以2～4℃/分的速率升温到280℃至少
保持2小时；然后将聚合物/钴盐复合纤维在氩气保护下、500℃至少保持4小时，
即得到四氧化三钴-碳多孔纳米纤维，所得纤维的直径在90nm-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏训，聂建行，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32