一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，包括碳纳米管的功能化、过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体的制备、过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备等步骤。本发明专利技术通过过渡金属氧化物与导电性好的碳纳米管复合形成碳纳米管内嵌过渡金属氧化物的空心球结构，形成三维的导电网络，充分利用过渡金属氧化物的高比容量和碳纳米管的优异导电性，得到高倍率、循环稳定性好的负极材料。

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，具体涉及一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法。
技术介绍
碳纳米管（CNTs）具有特殊的中空网状结构并且以C-C共价键结合而成，而C-C共价键多数采用sp2杂化，具有优越的力学性能，同时CNTs具有尺寸小、比表面积大、导电性好的优点。并且，相比于石墨，锂离子不仅可以嵌入管内，还可以嵌入管间隙，具有更多的嵌锂位。过渡金属氧化物的比容量远高于石墨材料，且价格低廉、对环境无污染、具有更高的安全性。但是，这种材料也存在极大的缺点：首先，在充放电过程中产生剧烈的体积膨胀，导致金属氧化物粉化，部分电极材料从集流体上脱落，电池容量迅速下降，电池的循环稳定性很差；其次，过渡金属氧化物的电子导电性普遍很差，在充放电过程中电极的极化严重，电池的倍率性能很差，在大电流下充放电容量急剧衰减，这两个缺点极大地限制了过渡金属氧化物负极材料的商业化。
技术实现思路
为提高过渡金属氧化物的循环稳定性能与倍率性能，本专利技术提供一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，采用技术方案如下：一种过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）碳纳米管的功能化：首先，将碳纳米管在强酸中分散；然后，加热，加入表面活性剂搅拌、冷凝、回流，再稀释，然后冷却至室温离心洗涤至中性后保存；（2）过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体的制备：将过渡金属酸盐搅拌溶解，再加入功能化后的CNTs，然后在超声波清洗机中边超声边滴加沉淀剂反应，待反应完成后过滤洗涤，再干燥得到过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体；（3）过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备：将步骤（2）中得到的过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体研磨后置于保护气中，加热，反应得到过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合...

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）碳纳米管的功能化：首先，将碳纳米管在强酸中分散；然后，加热，加入表面活性剂搅拌、冷凝、回流，再稀释，然后冷却至室温离心洗涤至中性后保存；（2）过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体的制备：将过渡金属酸盐搅拌溶解，再加入功能化后的CNTs，然后在超声波清洗机中边超声边滴加沉淀剂反应，待反应完成后过滤洗涤，再干燥得到过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体；（3）过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备：将步骤（2）中得到的过渡金属氧化物/碳纳米管前驱体研磨后置于保护气中，加热，反应得到过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料。2.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中碳纳米管在强酸中分散的方法为：将碳纳米管分散在强酸中，使用超声波均化器分散30分钟；步骤（1）中加热，加入表面活性剂搅拌、冷凝、回流，再稀释的具体方法为：将分散好的材料在20-200℃下加入表面活性剂，剧烈搅拌冷凝回流1-48h后停止加热，加入去离子水稀释。3.根据权利要求2所述的一种过渡金属氧化物/碳纳米管多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述强酸为浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的任意一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种过渡...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾亮，曹文，贾明，
申请(专利权)人：湖南艾华集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43