一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒；（2）制铁酸钴；（3）制复合材料；本发明专利技术制备的制改性FeOOH纳米棒中参杂碳酸锂和氧化钒等成分，可提高电极复合材料的电子导电性，铁酸钴样品具有特殊的一维空心纳米管状结构，作为锂离子电池负极材料使用时可显示出较高的充放电容量以及良好的循环性能和倍率性能，采用还原法在铁酸钴表相制备出比表面积大，电阻低，导电率好，电容量高，电化学性能好，能量密度高的复合电极材料，制备成本较低，且产品具有较高的纯度，电极复合材料的电子电导率可高达0.88S/cm，离子扩散系数可高达8.8×10

【技术实现步骤摘要】
一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法。
技术介绍
广泛使用的驱动电源包括铅酸电池，镍氢/镍镉、锂二次电池等。在各种驱动电源中，锂二次电池由于具有能量密度高，循环性好，自放电率低、使用寿命长和环境负担小等优点，得到了广泛的研究。但是，现有的负极材料的导电性并不理想。电极材料的优劣直接决定超级电容器的性能。目前超级电容器的电极材料的原料大多采用经过改性的多孔炭材料，常见的多孔炭材料有活性炭、碳纳米管、石墨烯。但是活性炭虽然表面积大，孔体积也大，但2nm以下的空隙几乎对超级电容器没有贡献，导电性较差；碳纳米管导电性好，孔径大多都大于2nm，按道理来说，应该是很好的超级电容器的电极材料，但碳纳米管的长径比太大，电解液难以进入管中；现有电极复合材料存在诸多缺陷：一、单纯的机械混合不均匀；二、混合物压到金属表面时，碳纳米管易抱团，压入不均匀，效果很差；三、由于导电胶的加入，电极的单位重量比电容减小；四、电解液易腐蚀金属。传统铁酸钴材料的循环性能和倍率性能都不理想近年来，研究人员尝试制备铁酸钴与碳的复合材料以及具有特殊形貌的纳米级铁酸钴材料，以改善铁酸钴材料的储锂性能，但这些材料的制备流程繁琐，难以推广。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法。本专利技术采取的技术方案为：一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl3·6H2O和水混合，向混合物中添加由重量比3:2:5的碳酸锂、氧化钒和LiOH组成的混合物，升高温度为100oC条件下保温6小时，离心得沉淀；（2）制铁酸钴：按照重量比1：17：21取改性FeOOH纳米棒、CoCl2·6H2O和尿素混合，溶于混合物3倍体积的水中，在高能球磨机中控制球磨机转速为500r/min，混合8-10h至均匀；（3）制复合材料：将上述制得的铁酸钴清洗后置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至650-700℃，然后以30ml/min的流速向管式炉内通入还原性气体，保温且还原性气体还原2-2.5h，随后在保护气体氛围下冷却至室温。进一步的，所述步骤（3）中保护气体为氮气，还原气体为二氧化碳。本专利技术的有益效果为：本专利技术制备的制改性FeOOH纳米棒中参杂碳酸锂和氧化钒等成分，可提高电极复合材料的电子导电性，铁酸钴样品具有特殊的一维空心纳米管状结构，作为锂离子电池负极材料使用时可显示出较高的充放电容量以及良好的循环性能和倍率性能，采用还原法在铁酸钴表相制备出比表面积大，电阻低，导电率好，电容量高，电化学性能好，能量密度高的复合电极材料，制备成本较低，且产品具有较高的纯度，电极复合材料的电子电导率可高达0.88S/cm，离子扩散系数可高达8.8×10-8cm2/S。具体实施方式实施例1一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl3·6H2O和水混合，向混合物中添加由重量比3:2:5的碳酸锂、氧化钒和LiOH组成的混合物，升高温度为100oC条件下保温6小时，离心得沉淀；（2）制铁酸钴：按照重量比1：17：21取改性FeOOH纳米棒、CoCl2·6H2O和尿素混合，溶于混合物3倍体积的水中，在高能球磨机中控制球磨机转速为500r/min，混合8h至均匀；（3）制复合材料：将上述制得的铁酸钴清洗后置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至650℃，然后以30ml/min的流速向管式炉内通入还原性气体，保温且还原性气体还原2.5h，随后在保护气体氛围下冷却至室温。进一步的，所述步骤（3）中保护气体为氮气，还原气体为二氧化碳。实施例2一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl3·6H2O和水混合，向混合物中添加由重量比3:2:5的碳酸锂、氧化钒和LiOH组成的混合物，升高温度为100oC条件下保温6小时，离心得沉淀；（2）制铁酸钴：按照重量比1：17：21取改性FeOOH纳米棒、CoCl2·6H2O和尿素混合，溶于混合物3倍体积的水中，在高能球磨机中控制球磨机转速为500r/min，混合9h至均匀；（3）制复合材料：将上述制得的铁酸钴清洗后置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至680℃，然后以30ml/min的流速向管式炉内通入还原性气体，保温且还原性气体还原2.3h，随后在保护气体氛围下冷却至室温。进一步的，所述步骤（3）中保护气体为氮气，还原气体为二氧化碳。实施例3一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl3·6H2O和水混合，向混合物中添加由重量比3:2:5的碳酸锂、氧化钒和LiOH组成的混合物，升高温度为100oC条件下保温6小时，离心得沉淀；（2）制铁酸钴：按照重量比1：17：21取改性FeOOH纳米棒、CoCl2·6H2O和尿素混合，溶于混合物3倍体积的水中，在高能球磨机中控制球磨机转速为500r/min，混合10h至均匀；（3）制复合材料：将上述制得的铁酸钴清洗后置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至700℃，然后以30ml/min的流速向管式炉内通入还原性气体，保温且还原性气体还原2h，随后在保护气体氛围下冷却至室温。进一步的，所述步骤（3）中保护气体为氮气，还原气体为二氧化碳。表1电极复合材料的性能导电材料20mA/g充放电下比容量：mAh/g电子电导率S/cm离子扩散系数：cm2/S实施例11427.6*10-85.6*10-15实施例21447.9*10-85.5*10-15实施例31437.5*10-85.7*10-15以上所述并非是对本专利技术的限制，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl

【技术特征摘要】
1.一种高导电率环保型电极复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）制改性FeOOH纳米棒：按照重量比1:8取FeCl3·6H2O和水混合，向混合物中添加由重量比3:2:5的碳酸锂、氧化钒和LiOH组成的混合物，升高温度为100oC条件下保温6小时，离心得沉淀；（2）制铁酸钴：按照重量比1：17：21取改性FeOOH纳米棒、CoCl2·6H2O和尿素混合，溶于混合物3倍体积的水中，在高能球...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪珠，
申请(专利权)人：王洪珠，
类型：发明
国别省市：山东,37