石墨烯复合碳包覆Ga2O3锂离子电池负极的制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯复合碳包覆Ga2O3锂离子电池负极的制备方法。利用冷冻干燥和高温烧结制备所述活性物质石墨烯复合碳包覆Ga2O3材料，具体步骤是：（1）配制氧化石墨烯水溶液，加入聚乙烯醇胶体溶液和葡萄糖粉末，搅拌均匀后加入硝酸镓，搅拌至全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液在‑20℃以下冻结10‑15h后，再在真空下干燥20‑28h，得到柱形泡沫；（3）将柱形泡沫在50‑70℃下烘干后于400℃~650℃管式炉中氮气条件下烧结3~12h得到石墨烯复合碳包覆Ga2O3多孔结构复合材料。氧化石墨烯、聚乙烯醇胶体、葡萄糖、硝酸镓的添加质量比为2~3:0.5~1:0.5~1:10~30。所得石墨烯复合碳包覆Ga2O3可用于锂离子电池负极，能够显示良好的电化学性能，具有很好的应用前景。

Preparation of Graphene Composite Carbon Coated Ga2O3 Lithium Ion Battery Anode

The invention provides a preparation method of graphene composite carbon coated Ga2O3 lithium ion battery negative electrode. The active material graphene composite carbon coated Ga2O3 material was prepared by freeze-drying and high temperature sintering. The specific steps are: (1) preparing graphene oxide aqueous solution, adding polyvinyl alcohol colloid solution and glucose powder, stirring evenly, adding gallium nitrate, stirring to dissolve completely; (2) freezing the solution below 20 (?) for 10 15h, then drying in vacuum. The column foam was dried at 20 28h, and (3) the cylindrical foam was dried at 50 and 70 degrees Celsius and sintered at nitrogen temperature for 400 degrees ~650 3~12h. The graphene composite carbon coated Ga2O3 porous structure composite material was obtained. The mass ratio of graphene oxide, polyvinyl alcohol colloid, glucose and gallium nitrate is 2-3:0.5-1:0.5-1:10-30. The graphene composite carbon coated Ga2O3 can be used as the negative electrode of lithium ion batteries. It can show good electrochemical performance and has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯复合碳包覆Ga2O3锂离子电池负极的制备方法
本专利技术涉及一类新型锂离子电池负极，特别涉及一种石墨烯复合碳包覆Ga2O3多孔结构制备方法，属于电化学电源领域。技术背景经济快速发展的同时伴随着严重的环境污染问题。研发高性能的能量转换器件和储能设备，高效利用那些具有随机性、间歇性等特点的新型清洁能源和可再生清洁能源，是人们应对环境污染问题的可靠选择。锂离子电池具其清洁高效、质量轻、能量密度大和循环寿命长等优点，是一种绿色高能电池，已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备，并逐步向电动工具、电动汽车用动力电池和大型储能电池领域拓展。电极材料是锂离子电池的核心之一，商业化锂离子电池普遍采用石墨类负极材料，其理论比容量较低、倍率性能不佳，无法满足高比能、大功率锂离子电池的发展需要。因此研究和开发新型负极材料是当前的关注焦点。转换型过渡金属化合物具有高理论容量特性，一直是研究的热点。Ga2O3属于典型的无机半导体材料，具有良好的光、电性能。最近研究表明，Ga2O3也可作为锂离子电池负极材料，具有较高的理论容量。但由于其导电性不佳，导致其循环稳定性较差。石墨烯作为新型的二维碳纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.石墨烯复合碳包覆Ga2O3锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，具体制备工艺如下：（1）配制氧化石墨烯水溶液，加入聚乙烯醇胶体溶液和葡萄糖粉末，搅拌均匀后加入硝酸镓，搅拌至全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液在‑20℃以下冻结10‑15h后，再在真空下干燥20‑28h，得到柱形泡沫；（3）将柱形泡沫在50‑70℃下烘干后于400℃~650℃管式炉中氮气条件下烧结3~12h得到石墨烯复合碳包覆Ga2O3多孔结构复合材料。

【技术特征摘要】
1.石墨烯复合碳包覆Ga2O3锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，具体制备工艺如下：（1）配制氧化石墨烯水溶液，加入聚乙烯醇胶体溶液和葡萄糖粉末，搅拌均匀后加入硝酸镓，搅拌至全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液在-20℃以下冻结10-15h后，再在真空下干燥20-28h，得到柱形泡沫；（3）将柱形泡沫在50-70℃下烘干后于400℃~650℃管式炉中氮气条件下烧结3~12h得到石墨烯复合碳包覆Ga2O3多孔结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪世兵，陈启长，郑斌，杨学林，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42