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一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法、锂离子电池负极及锂离子半电池技术

技术编号:21482835 阅读:41 留言:0更新日期:2019-06-29 06:02
本发明专利技术涉及一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法、锂离子电池负极及锂离子半电池。本发明专利技术结合水热法、金属氧化物表面硫化改性技术以及锂电池的组装与电化学测试,通过对钼酸钴纳米线进行碳化和硫化,作为锂电的负极材料组装成半电池,该负极材料使用安全并且廉价的钼酸钴为原料,成本较低,安全性高。该复合纳米结构具有超大的比表面积,能同时增强电子和电解液离子的传输,金属氧化物的选择保证了纳米材料具备一定的初始容量,碳化增强了材料的导电性,而硫化的表面改性进一步增多了该负极材料的反应活性位点。

【技术实现步骤摘要】
一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法、锂离子电池负极及锂离子半电池
本专利技术属于纳米尺寸的金属氧化物
,具体涉及一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法、锂离子电池负极及锂离子半电池。
技术介绍
负极是锂离子电池不可或缺的核心组成,目前主要采用碳材料及钛酸锂材料制备。钛酸锂材料的体积零应变可满足大倍率的充放电及超长的循环寿命(高达104次),但自身电压平台过高,且在充放电循环时存在胀气现象,从而引发循环性下降问题,在实际应用时存在诸多困难。石墨化碳、无定形碳等碳阳极材料由于具有天然丰富性和化学稳定性,已被广泛合成。但是,单纯碳负极材料的嵌锂电位(约0.1vs.Li/Li+)与锂单质过于接近,因而造成在大电流充放电的锂枝晶问题,以及嵌锂石墨的高反应活性引发的一系列安全性问题。与此同时,普通碳材料低的理论容量(372mAhg-1)也限制了它们在锂离子中的高能储存应用。因此,开发新型的锂离子电池负极用材料至关重要。过渡金属氧化物具有较高的理论容量,相比于碳材料能够提供较高的能量密度。近年来,二元金属氧化物如NiCo2O4、ZnSnO4、过渡金属钼酸盐(CoMoO4和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法,以钼酸钴纳米线为基体,经过加热碳化处理以及硫化表面改性制备,包括以下步骤:a、制备具有纳米线结构的钼酸钴前驱体,其纳米线直径为50‑100nm;b、以钼酸钴纳米线与碳材料进行复合制备具有优良导电性能的复合材料CoMoOx/碳;c、以CoMoOx/碳材料进行硫元素掺杂,进行纳米材料的表面改性得到CoMoOx/碳/硫复合纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法,以钼酸钴纳米线为基体,经过加热碳化处理以及硫化表面改性制备,包括以下步骤:a、制备具有纳米线结构的钼酸钴前驱体,其纳米线直径为50-100nm;b、以钼酸钴纳米线与碳材料进行复合制备具有优良导电性能的复合材料CoMoOx/碳;c、以CoMoOx/碳材料进行硫元素掺杂,进行纳米材料的表面改性得到CoMoOx/碳/硫复合纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤a,具体为:在洁净的100ml烧杯中加入1~3mmol六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)以及1~3mmol二水合钼酸钠(Na2MoO4·2H2O),六水合硝酸钴与二水合钼酸钠保持相同物质量,取用1.5mmol六水合硝酸钴与1.5mmol二水合钼酸钠为最佳值,可以保证合成的纳米线具有最均一的尺寸;向反应釜中加入20~30ml去离子水、20~30ml乙二醇,加转子以80~120r.p.m搅拌10~20min形成均匀溶液。3.根据权利要求1所述的一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤b,具体为:将该溶液转移至100ml容量的聚四氟乙烯反应釜进行水热反应,反应条件为150~200℃加热6~10h;通过离心机收集水热反应中的反应物后用去离子水洗净并进行干燥,干燥条件为60~80℃保温4~6h;取80~100mg所得反应物与80~100mg盐酸多巴胺,将其加入25~35ml去离子水中,加转子以80~120r.p.m的转速搅拌10~12h,通过离心机收集所得反应物后用去离子水洗净并进行干燥,干燥条件为60~80℃保温4~6h;用管式炉对样品进行热处理,热处理条件为氮气环境下450~550℃加热2~3h得到CoMoOx/碳纳米复合材料。4.根据权利要求1所述的一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤c,具体为:取0.3~0.5g单质硫置入100ml容量瓶并加入20~30ml水合肼、30~50ml去离子水,加入转子进行搅拌,搅拌条件为80~120r.p.m搅拌15~20min,形成S-N2H4溶液;将25~30mg步骤a中合成的CoMoOx/碳纳米复合材料与10~15ml去离子水混合,并加入10...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱永福张博金波姚雪朱星星郎兴友杨春成文子李建忱赵明蒋青
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林,22

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