一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法技术

本发明专利技术提供一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，包括以下步骤：1)将GO溶胶分散于去离子水中形成悬浮液A，将镍盐与钴盐溶于去离子水中形成溶液B，将无机碱与碳酸钠溶于去离子水中形成溶液C；2)采用双滴法向所述悬浮液A中滴加所述溶液B与所述溶液C形成反应溶液D，并在滴加过程中将pH控制在10±0.1；3)将所述反应溶液D放入40‑60℃的恒温水浴槽中老化反应12‑24h后进行离心，然后用去离子水和无水乙醇交替洗涤离心产物并在干燥后获得前驱体；将所述前驱体在空气气氛中、300‑400℃的温度下煅烧2‑3h。

A preparation method of nickel cobalt /rGO composite

The invention provides a NiCo2O4 /rGO composite material preparation method comprises the following steps: 1) will form a suspension A GO sol dispersed in deionized water, nickel salt and cobalt salt solution to form a solution of B in deionized water, inorganic alkali and sodium carbonate solution to form a solution of C in deionized water; 2) by double drop method to the suspension of A in dropping the solution B and the solution of C formation reaction solution D, and in the process of adding pH is 10 + 0.1; 3) the constant temperature water bath the reaction solution D into 40 60 DEG C in 12 24h after aging reaction centrifugation, then using deionized water and anhydrous ethanol washing products and alternating centrifugal precursor after drying; the precursor in air atmosphere, 300 calcination temperature of 400 DEG C 2 3h.

【技术实现步骤摘要】
一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，尤其涉及一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法。
技术介绍
锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、对环境友好等优点得到了广泛应用。目前，锂离子电池负极材料主要为人造石墨，但其理论克容量较低，已不能满足高容量电池的性能要求，因此，寻找具有高容量、高稳定性且廉价的非贵金属氧化物或非贵金属氧化物复合材料作为锂离子电池负极材料成为电化学领域研究的一个重要方向。过渡金属氧化物，特别是钴酸镍作为一种反尖晶石型结构的复合金属氧化物，其电化学催化性能比单一金属镍或钴氧化物高出许多，但是钴酸镍在锂离子脱嵌过程中存在较大的体积变化导致锂离子电池的容量保持率变差。石墨烯作为一种二维碳材料具有超高的导电性、优异的机械弹性、大的比表面积、超高的热稳定性及化学稳定性。Lou等人(LouX.W.etal.，Adv.EnergyMater.2014.)采用柠檬酸钠作为添加剂、环六亚甲基四胺作为碱源，在空气中煅烧处理得到了钴酸镍/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料，应用于锂离子电池负极材料中表现出较好的充放电性能和稳定性。近几年来，合成三维钴酸镍/rGO复合材料的方法存在以下缺点：其一是需要加入表面活性剂或模板添加剂，易造成环境污染；其二是采用水热法合成，需要高温，造成能源浪费；其三是需要添加还原剂来还原氧化石墨烯，造成环境污染和资源浪费。此外，目前合成的钴酸镍/rGO复合材料的循环性能仍然较差。鉴于此，实有必要提供一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术提出一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，工艺简单且制备的产品比表面积高、导电性能好。本专利技术提供一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，包括以下步骤：1)将GO溶胶分散于去离子水中形成悬浮液A，将镍盐与钴盐溶于去离子水中形成溶液B，将无机碱与碳酸钠溶于去离子水中形成溶液C；2)采用双滴法向所述悬浮液A中滴加所述溶液B与所述溶液C形成反应溶液D，并在滴加过程中将pH控制在10±0.1；3)将所述反应溶液D放入40-60℃的恒温水浴槽中老化反应12-24h后进行离心，然后用去离子水和无水乙醇交替洗涤离心产物并在干燥后获得前驱体；4)将所述前驱体在空气气氛中、300-400℃的温度下煅烧2-3h。在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述悬浮液A的溶质质量分数为10-40％。在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述镍盐及所述钴盐均为可溶性盐，且所述镍盐与所述钴盐按照Ni:Co＝1:2的摩尔比例溶于去离子水中形成溶液B。在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述溶液C中无机碱与碳酸钠的物质的量分别是所述溶液B中阳离子的物质的量的2倍以上、1.6倍以上。在一个优选实施方式中，所述镍盐为硝酸镍或者硫酸镍；所述钴盐为硝酸钴或者硫酸钴；所述无机碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。本专利技术提供的钴酸镍/rGO复合材料制备方法，采用无机碱与碳酸钠作为碱源，通过双滴法合成钴酸镍/rGO复合材料的前驱体，再通过空气中缓慢煅烧得到钴酸镍/rGO复合材料，制备条件容易控制、操作简单。由该制备方法获得的钴酸镍/rGO复合材料呈三维多孔结构，比表面积高、导电性能好，可以提高电子和锂离子在活性物质表面及孔道内的传递与传输速度，从而改善电极的电化学储能性能，使电池具有良好的可逆性及循环稳定性。【附图说明】图1为实施例制备的钴酸镍/rGO复合材料的氮吸附曲线及孔径分布曲线。图2为实施例制备的钴酸镍/rGO复合材料的SEM图。图3为实施例制备的钴酸镍/rGO复合材料的XRD图。图4为实施例制备的钴酸镍/rGO复合材料作为负极材料组装的锂离子电池的充放电曲线。图5为实施例制备的钴酸镍/rGO复合材料作为负极材料组装的锂离子电池的循环曲线。【具体实施方式】为了使专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。本专利技术提供一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，包括以下步骤：1)将GO(氧化石墨烯)溶胶分散于去离子水中形成悬浮液A，将镍盐与钴盐溶于去离子水中形成溶液B，将无机碱与碳酸钠溶于去离子水中形成溶液C；2)采用双滴法向所述悬浮液A中滴加所述溶液B与所述溶液C形成反应溶液D，并在滴加过程中将pH控制在10±0.1；3)将所述反应溶液D放入40-60℃的恒温水浴槽中老化反应12-24h后进行离心获得离心产物，然后用去离子水和无水乙醇交替洗涤离心产物并在干燥后获得前驱体；4)将所述前驱体在空气气氛中、300-400℃的温度下煅烧2-3h。具体的，所述GO溶胶分散于去离子水中并超声0.5-1h形成所述悬浮液A，且所述悬浮液A的溶质质量分数为10-40％。所述镍盐为可溶性镍盐，优选为硝酸镍或者硫酸镍；所述钴盐为可溶性钴盐，优选为硝酸钴或者硫酸钴。所述镍盐与所述钴盐按照Ni:Co＝1:2的摩尔比例溶于去离子水中并超声10min左右形成溶液B。所述无机碱与碳酸钠溶于去离子水中并超声10min左右形成溶液C，其中，所述无机碱优选为氢氧化钠或者氢氧化钾，并且无机碱与碳酸钠的物质的量分别是所述溶液B中阳离子的物质的量的2倍以上、1.6倍以上。进一步的，干燥离心产物优选在60℃下，真空干燥24h得到前驱体。实施例1首先量取20mL浓度为50mg/mL的GO溶胶加入200mL去离子水中并超声1h形成分散均匀的悬浮液A，称取0.58g六水合硝酸镍和1.16g六水合硝酸钴加入100mL去离子水中并超声10min形成溶液B，称取2g氢氧化钠和0.5g碳酸钠加入100mL去离子水中并超声10min形成溶液C。然后将所述悬浮液A移至500mL的四口烧瓶中，将所述溶液B与所述溶液C分别转入两个100mL的恒压滴液漏斗中，采用双滴法同时将所述溶液B与所述溶液C滴加到所述悬浮液A中，滴加过程中将pH控制在10±0.1且整个滴加过程所需时间控制在0.5-1h。接下来将滴加完成后得到的反应溶液D放入60℃的恒温水浴槽中老化反应24h，并在反应完成后进行离心，采用去离子水和无水乙醇对离心产物洗涤三次，然后在60℃下真空干燥24h获得前驱体。最后将所述前驱体放置于管式炉中，在空气气氛下，以1-2℃/min的升温速率升至350℃并在该温度下煅烧2h即可获得所述钴酸镍/rGO复合材料。实施例2首先量取15mL浓度为50mg/mL的GO溶胶加入200mL去离子水中并超声0.5h形成分散均匀的悬浮液A，称取0.58g六水合硝酸镍和1.16g六水合硝酸钴加入100mL去离子水中并超声10min形成溶液B，称取2g氢氧化钠和0.5g碳酸钠加入100mL去离子水中并超声10min形成溶液C。然后将所述悬浮液A移至500mL的四口烧瓶中，将所述溶液B与所述溶液C分别转入两个100mL的恒压滴液漏斗中，采用双滴法同时将所述溶液B与所述溶液C滴加到所述悬浮液A中，滴加过程中将pH控制在10±0.1且整个滴加过程所需时间控制在0.5-1h。接下来将滴加完成后得到的反应溶液D放入60℃的恒温水浴槽中老化反应18h，并在反应完成后进行离心，采用去离子水和无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将GO溶胶分散于去离子水中形成悬浮液A，将镍盐与钴盐溶于去离子水中形成溶液B，将无机碱与碳酸钠溶于去离子水中形成溶液C；2)采用双滴法向所述悬浮液A中滴加所述溶液B与所述溶液C形成反应溶液D，并在滴加过程中将pH控制在10±0.1；3)将所述反应溶液D放入40‑60℃的恒温水浴槽中老化反应12‑24h后进行离心，然后用去离子水和无水乙醇交替洗涤离心产物并在干燥后获得前驱体；4)将所述前驱体在空气气氛中、300‑400℃的温度下煅烧2‑3h。

【技术特征摘要】
1.一种钴酸镍/rGO复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将GO溶胶分散于去离子水中形成悬浮液A，将镍盐与钴盐溶于去离子水中形成溶液B，将无机碱与碳酸钠溶于去离子水中形成溶液C；2)采用双滴法向所述悬浮液A中滴加所述溶液B与所述溶液C形成反应溶液D，并在滴加过程中将pH控制在10±0.1；3)将所述反应溶液D放入40-60℃的恒温水浴槽中老化反应12-24h后进行离心，然后用去离子水和无水乙醇交替洗涤离心产物并在干燥后获得前驱体；4)将所述前驱体在空气气氛中、300-400℃的温度下煅烧2-3h。2.如权利要求1所述的钴酸镍/rGO复合材料制备方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈高文，田雷雷，饶睦敏，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44