The invention relates to a biomass-derived nano-carbon composite nickel oxide electrode and its application. The composite nickel oxide electrode is prepared by using sodium lignosulfonate and nickel nitrate as raw materials to prepare graded mesoporous carbon nano composite nickel oxide materials, then making slurry with acetylene black and conductive gel, uniformly coating the slurry on the copper sheet, and drying the biomass derived nano carbon composite nickel oxide electrode. The invention has successfully prepared biomass-derived nano-carbon composite nickel oxide material, and can further prepare button batteries. The electrode material has excellent performance and discharge capacity up to 863 mAh.g.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极及其应用(一)
本专利技术涉及一种生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极及其应用。(二)
技术介绍
随着能源消耗的增加,高储能节能的储能系统受到广泛关注。开发高能量密度和循环稳定性的锂离子电池(LiBs)环境友好材料具有重要的意义。由于通常用作LiBs负极材料的商业化石墨只有较低的理论容量(372mAh·g-1)。过渡金属氧化物NiO作为电化学性能优良的替代负极材料引起了广泛的关注。但其低电导率和低循环稳定性仍然妨碍其进一步的商业应用。NiO与碳材料的结合可以提高金属纳米粒子的分散性和导电性,有效地减缓渗透体积的膨胀。NiO以其高的理论放电容量(718mAh·g-1)、低成本和高安全性被认为是最有前途的锂离子负极材料之一。Lu等人对木质素作为锂离子电池的粘结材料进行了研究,结果表明,木质素作为粘结剂对锂离子的电化学性能没有影响,经过3次循环,效率超过99%,比容量约为150mAh·g-1。木质素来源于生物质,通常作为废弃物丢弃,因此将木质素作为木本材料的廉价替代材料有利于环境保护。本申请专利技术人在前期的研究中以木素磺酸盐为原料,成功地合成了层状介孔碳(HMPC)材料,这种低成本的HMPC具有高电导率、高孔隙率和较大的比表面积,能提供更多的反应界面和电子/离子转移通道,独特的孔径分布有利于电子/离子的传导和快速传输。此外,在高温下,磺酸盐基几乎被还原为无机硫,并能形成高度石墨化的分级介孔碳骨架,有望提高电导率和电容。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极及其在制备钮扣电池中的应用。本专利技术采用的 ...
【技术保护点】
1.一种生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极,由如下方法制备得到:(1)以木质素磺酸钠和硝酸镍为原料制备分级介孔碳纳米复合氧化镍材料NiO/HMPC NSs:(2)以质量比1:5~20的聚偏氟乙烯和正甲基吡咯烷酮配制导电凝胶;(3)将乙炔黑、步骤(1)得到的NiO/HMPC NSs和步骤(2)的导电凝胶混合,加入适量正甲基吡咯烷酮搅拌2~4h制成浆液;(4)在铜片上均匀涂布上述浆液,干燥,得到所述生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极。
【技术特征摘要】
1.一种生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极,由如下方法制备得到:(1)以木质素磺酸钠和硝酸镍为原料制备分级介孔碳纳米复合氧化镍材料NiO/HMPCNSs:(2)以质量比1:5~20的聚偏氟乙烯和正甲基吡咯烷酮配制导电凝胶;(3)将乙炔黑、步骤(1)得到的NiO/HMPCNSs和步骤(2)的导电凝胶混合,加入适量正甲基吡咯烷酮搅拌2~4h制成浆液;(4)在铜片上均匀涂布上述浆液,干燥,得到所述生物质衍生纳米碳复合氧化镍电极。2.如权利要求1所述的复合氧化镍电极,其特征在于步骤(2)乙炔黑、NiO/HMPCNSs和导电凝胶质量之比为1:8~10:1~2。3.如权利要求1所述的复合氧化镍电极,其特征在于介孔碳纳米复合氧化镍材料按如下方法制备:(a)将木质素磺酸钠溶于去离子水中,超声溶解制成木质素磺酸钠质量浓度1~5%的溶液;(b)有机溶剂乙醇或异丙醇置于超声水浴中,将步骤(a)得到的溶液借助自动进样机以20~30ml/h速率注入有机溶剂中,在超声或搅拌作用下得到悬浮液,将产物离心,真空烘干,得到复合纳米聚集体粉末;(c)将步骤(b)得到的干燥复合纳米聚集体粉末置于N2气氛中...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏晓娟,周泽平,陈枫,赵正平,范萍,韩金,费正东,杨晋涛,钟明强,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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