一种高容量电池负极材料制备方法技术

本发明专利技术提供了一种制备高容量电池负极材料的方法，包括一个将碳纳米管进行氧化处理的步骤，将氧化碳纳米管和吡咯单体加入水中，分散制备氧化碳纳米管溶液；将其转移至反应釜中水热，而后冷冻干燥，得到碳纳米管气凝胶；并使碳纳米管气凝胶充分浸润于金属氧化物前驱体溶液，得到混合溶液；将混合溶液，进行水热反应。水热后产物在保护气氛下进行高温处理，制备得到高性能三维碳纳米管为骨架的金属氧化物电极材料。本发明专利技术通过自组装不仅能为金属氧化物材料提供碳骨架以提高其导电性，并且在高温结晶过程中，含氮的碳纳米管中的N原子与C和金属原子相结合，形成电子云，使得到自组装至碳骨架上金属氧化物材料电极表现出非常好的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高容量电池负极材料制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种电池电极材料，具体来说是一种高容量电池负极材料制备方法。
技术介绍
随着化石能源危机的升级，能源需求增长与化石燃料缺乏之间的矛盾日益突出，可再生的清洁能源应运而生，也同时带动了电化学储能技术的飞速发展。锂离子电池因其具有高可逆容量、长循环性能和较高能量密度等优异性能而备受青睐，在目前商业化储能器件中占主导地位。但随着电动(或混合动力)汽车、便携式设备的不断更新换代和广泛应用，就需要锂离子电池具有更高的能量存储性能，更长的循环寿命和更稳定的安全性能。因此电池材料的安全性和高功率性能成为电化学储能器件发展的最关键的因素。目前，在商业化锂离子电池中的负极一般是石墨负极，其嵌入电压太低(ca.0.1Vvs.Li+/Li)，而较低的嵌入电压会引起金属枝晶形成，从而引发严重的的电池安全事故，极大的限制了其发展和应用。金属氧化物材料作为一种新型的电极材料而逐渐受到人们的重视。金属氧化物在自然界中含量丰富、价格低廉，非常适合用作负极材料进行商业化生产。然而，由于自身电子导电率比较低、锂离子扩散速率也很差，较大的体积膨胀和颗粒易团聚等固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备高容量电池负极材料的方法，其特征在于包括如下步骤：1）一个将碳纳米管进行氧化处理的步骤；2）将氧化碳纳米管加入去离子水中，再加入吡咯单体，所述的吡咯单体为的体积为氧化碳纳米管溶液体积的0.1%~2%，分散制备氧化碳纳米管溶液；3）将步骤2）的氧化碳纳米管溶液转移至反应釜中水热反应，所述的氧化碳纳米管水热温度为100~200 ℃，水热时间为6~24 h；然后冷冻干燥，得到碳纳米管气凝胶；4）将金属氧化物前驱体溶液加入碳纳米管气凝胶，使碳纳米管气凝胶充分浸润；5）将浸润了金属氧化物前驱体溶液的碳纳米管的混合溶液转移至反应釜中，在温度为130~200 ℃的条件下进行水热反应，反应时间为6...

【技术特征摘要】
1.一种制备高容量电池负极材料的方法，其特征在于包括如下步骤：1）一个将碳纳米管进行氧化处理的步骤；2）将氧化碳纳米管加入去离子水中，再加入吡咯单体，所述的吡咯单体为的体积为氧化碳纳米管溶液体积的0.1%~2%，分散制备氧化碳纳米管溶液；3）将步骤2）的氧化碳纳米管溶液转移至反应釜中水热反应，所述的氧化碳纳米管水热温度为100~200℃，水热时间为6~24h；然后冷冻干燥，得到碳纳米管气凝胶；4）将金属氧化物前驱体溶液加入碳纳米管气凝胶，使碳纳米管气凝胶充分浸润；5）将浸润了金属氧化物前驱体溶液的碳纳米管的混合溶液转移至反应釜中，在温度为130~200℃的条件下进行水热反应，反应时间为6~24h；6）将步骤5）中所得固体进行清洗操作，去掉有机杂质，调节pH值为6~8，并将除杂质后的固体粉末置于真空干燥箱中，所述的真空干燥箱的温度为80~120℃，保温至少12h，得到三维碳纳米管为骨架的无定型金属氧化物固体材料；7）将步骤6）中固体材料在保护气氛下高温处理，高温处理温度为400~800℃，时间为2~5h，得到高性能三维碳纳米管为骨架的金属氧化物电极材料。2.根据权利要求1所述的一种制备以高性能三维碳纳米管为骨架的金属氧化物电极材料的方法，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，郑时有，杨俊和，骆赛男，阮佳锋，马琳博，周迪，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31