纳米线电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电极材料领域，公开了纳米线电极材料及其制备方法和应用。一种纳米线电极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在衬底表面形成多个纳米线中间体；(2)在所述纳米线中间体的表面形成至少一个包覆层；可选地，(3)将步骤(2)得到的产物进行还原反应，将所述纳米线中间体转变为还原态纳米线。通过该方法制备纳米线电极材料，生产成本低廉、工艺简单、产量高、无“团聚”现象，易于实现规模化生产。将制备的纳米线电极材料作为电池的集流体或电极，具有容量高、循环寿命长的优点；将其作为电容器，具有较好的充放电性能；将其作为超级电容器，具有容量保持率高和循环寿命长的优点。

Nanowire Electrode Materials and their preparation methods and Applications

The invention relates to the field of electrode materials, and discloses Nanowire Electrode materials, preparation methods and applications. The preparation method of a nanowire electrode material comprises the following steps: (1) forming a plurality of nanowire intermediates on the substrate surface; (2) forming at least one coating layer on the surface of the nanowire intermediates; (3) reducing the products obtained in step (2) and transforming the nanowire intermediates into reduced nanowires. The preparation of Nanowire Electrode Materials by this method has the advantages of low production cost, simple process, high yield, no \agglomeration\ phenomenon, and easy to realize large-scale production. The Nanowire Electrode material used as collector or or electrode of battery has the advantages of high capacity and long cycle life; it has better charge-discharge performance as capacitor; it has the advantages of high capacity retention rate and long cycle life as supercapacitor.

【技术实现步骤摘要】
纳米线电极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及能源材料领域，具体涉及纳米线电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
纳米线包括金属纳米线(如：Cu、Ni，Ag、Pt，Au等)和半导体纳米线(如：ZnO，Si，GaN、Cu2O等)。形成的纳米线主要有两种，分别为垂直于基底平面的纳米线和平行于基底平面的纳米线，纳米线可以被用于电池、电容器等能源转化领域、下一代计算设备、压电电子学、手机电脑的触摸屏、电子签名技术和纳米发电机中。制备平行于基底平面的纳米线并不困难，但是同时且大量地制备垂直于基底平面的金属纳米线是一个技术难点，金属对应的化合物在还原过程中容易团聚形成颗粒，因此，方法简单、且能够大批量地制备垂直于基底平面的纳米线的需求十分迫切。锂离子电池、钠离子电池、铝硫电池、锂金属电池和钠金属电池与传统的二次电池相比具有电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染和自放电小等优点，广泛应用于便携式电子设备和电动汽车。目前，商用的主要为锂离子电池，其负极材料主要为碳类负极材料，它的理论容量仅为372mAh/g，且开发已接近理论值，已不能适应目前各种便携式电子设备的小型化发展和电动汽车对大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)在衬底表面形成多个纳米线中间体；(2)在所述纳米线中间体的表面形成至少一个包覆层；可选地，(3)将步骤(2)得到的产物进行还原反应，将所述纳米线中间体转变为还原态纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)在衬底表面形成多个纳米线中间体；(2)在所述纳米线中间体的表面形成至少一个包覆层；可选地，(3)将步骤(2)得到的产物进行还原反应，将所述纳米线中间体转变为还原态纳米线。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的材质为铜、铝、铁、钛、镍、钽、铪和碳中的至少一种；优选地，所述衬底的材质为铜。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成的方法包括：将所述衬底的表面进行浸泡、氧化、刻蚀或化学气相沉积。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述纳米线中间体为：氧化铜、氢氧化铜、铝、铁、钛、钽、铪、碳和氧化镍中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，单根所述纳米线中间体的长度为10nm-50μm，单根所述纳米线中间体的直径为5nm-2μm；优选地，单根所述纳米线中间体的长度为50nm-30μm，单根所述纳米线中间体的直径为30nm-1μm。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述包覆层的材料为金属、金属氧化物、金属氟化物、合金和非金属中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述形成包覆层的过程包括：在纳米线中间体的表面接出包覆层；所述形成的方法包括：磁控溅射法、蒸镀法、原子力沉积法和化学气相沉积法中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述包覆层的厚度为1nm-1μm。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在磊，马闻达，卢宪茂，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11