片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料及其制备方法，该方法包括：将一氧化硅与石墨粉球磨制备为硅氧化物/碳纳米结构，将球磨过后的硅氧化物/碳纳米产物分散到六水合硝酸钴溶液中，磁力搅拌4～8小时形成悬浊液，硅氧化物/碳与六水合硝酸钴的质量比为0.05～0.4:2.5；将得到的悬浊液在120～180摄氏度下进行水热反应，水热反应时间设定为8～12小时；反应液冷却至室温，将水热反应得到的沉淀物过滤、离心后干燥得到硅氧化物/碳‑一氧化钴复合物；将干燥得到的硅氧化物/碳‑一氧化钴复合物煅烧，煅烧温度设定为320～660摄氏度，煅烧时间设定为1.5～5小时，得到硅氧化物/碳‑一氧化钴复合纳米复合材料。

Lamellar silicon oxide and carbon and cobalt oxide composite material and preparation method thereof

The invention discloses a lamellar silicon oxide and carbon and cobalt monoxide composite material and a preparation method thereof. The method comprises: preparing silicon oxide/carbon nanostructure by ball milling silicon monoxide and graphite powder, dispersing the silicon oxide/carbon nanoproduct after ball milling into cobalt nitrate hexahydrate solution, and magnetic stirring for 4-8 hours. The mass ratio of silica oxide/carbon to cobalt nitrate hexahydrate is 0.05-0.4:2.5; the obtained suspension is hydrothermal reacted at 120-180 degrees Celsius, and the hydrothermal reaction time is set to 8-12 hours; the reaction liquid is cooled to room temperature, and the precipitate obtained by hydrothermal reaction is filtered and centrifuged to obtain silica oxide/carbon. Cobalt monoxide composite was prepared by calcining the dried silica oxide/carbon cobalt monoxide composite at 320-660 degrees Celsius and calcining time at 1.5-5 hours. Silicon oxide/carbon cobalt monoxide composite nanocomposites were obtained.

【技术实现步骤摘要】
片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料，尤其涉及一种层状结构的硅基纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
商业上使用的石墨负极材料的理论容量有限，难以满足各种消费电子设备日益增长的能源需求，开发新的高比容量锂离子电池对锂离子电池负极材料比容量提出了更高的要求。硅材料与过渡族金属钴化物材料作为锂离子电池中负极材料中最具竞争力的备选者，因为其成本低、对环境友好、理论比容量高、安全性好，近十年来一直受到广大研究者的重点研究。与目前商业用的锂离子电池石墨类负极材料(其理论比容量仅为372mAh/g)相比，过渡族金属一氧化钴材料(理论储锂比容量为715mAh/g)更加有前途、有潜力作为下一代锂离子电池的负极材料。但是同其他负极氧化物材料一样，一氧化钴(CoO)也存在首次库伦效率低和充放电过程中体积效应较大，且在嵌锂过程中一氧化钴纳米颗粒存在少量的团聚的问题。通过研究发现，合理复合硅基氧化物材料与氧化钴材料并有效增加碳元素，可以在有效保持电极材料的比容量的同时并提高电极的循环稳定性，通过搭建特殊的纳米结构及复合材料可以有效地提高材料体系的稳定性，通过调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料，其特征在于，包括：摩尔比为0.2～0.6:1的硅氧化物/碳纳米颗粒及一氧化钴纳米片，其中，所述片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料中的一氧化钴纳米片相互交错形成堆叠的片层状基体，硅氧化物/碳纳米颗粒镶嵌于所述片层状基体的孔径中。

【技术特征摘要】
1.一种片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料，其特征在于，包括：摩尔比为0.2～0.6:1的硅氧化物/碳纳米颗粒及一氧化钴纳米片，其中，所述片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料中的一氧化钴纳米片相互交错形成堆叠的片层状基体，硅氧化物/碳纳米颗粒镶嵌于所述片层状基体的孔径中。2.如权利要求1所述的片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料，其特征在于，所述硅氧化物/碳纳米颗粒与所述一氧化钴纳米片的摩尔比为0.2～0.4:1。3.一种如权利要求1或2所述的片层状硅氧化物和碳与一氧化钴复合材料的制备方法，包括：(1)将质量比为0.1～0.5：1的一氧化硅与石墨粉末加入球磨罐中，真空密封，将所述球磨罐置于高能球磨机中，球磨15～28小时，得到均一稳定的悬浊液，真空干燥所述悬浊液，得到硅氧化物/碳纳米颗粒；(2)将六水合硝酸钴颗粒分散至溶剂中形成六水合硝酸钴溶液，将步骤(1)制得的硅氧化物/碳纳米颗粒分散到所述六水合硝酸钴溶液中，恒温磁力搅拌4～8小时形成悬浊液，其中，所述六水合硝酸钴颗粒与所述溶剂的质量比为1：15～100，所述溶剂包括体积比为0.15～0.4：1的乙二醇与去离子水，所述硅氧化物/碳纳米颗粒与所述六水合硝酸钴颗粒的质量比为0.05～0.4:2.5；(3)将步骤(2)制得的悬浊液置于高压水热反应釜中进行水热反应得到反应液，其中，水热反应的温度设定为120～180摄氏度，水热反应的时间设定为8～12小时，水热反应的压力设定为：1～2.5Mpa；(4)将步骤(3)制得的反应液冷却至室温，将水热反应得到的沉淀物进行过滤、离心、干燥后，得到硅氧化物/碳-一氧化钴复合物；以及(5)煅烧步骤(4)得到的硅氧化物/碳-一氧化钴复合物，煅烧温度设定为320～660摄氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵灵智，王璞，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44