锂离子电池负极用硼酸钴／石墨烯复合材料及制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种适用于锂离子电池负极的硼酸钴/石墨烯复合材料及制备方法。该复合材料为纳米棒结构硼酸钴镶嵌在褶皱的石墨烯内部，硼酸钴所占的质量百分数为10％～95％。首先将水溶性钴盐以及十水四硼酸钠溶于去离子水，之后加入氧化石墨烯溶液，在水热反应条件下控制温度和反应时长，氧化石墨烯采用化学方法合成；最后将所获得的沉淀离心洗涤干燥，获得锂离子电池负极用的硼酸钴/石墨烯复合材料。本发明专利技术的复合材料用作锂离子电池负极时，具有比容量高、循环性能好、倍率性能优良及循环寿命长等优点；其制备方法简单、成本低廉，易于实现工业规模化生产。

Cobalt borate / graphene composite for lithium ion battery anode and its preparation

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料及制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种适用于锂离子电池负极的硼酸钴/石墨烯复合材料及制备方法。
技术介绍
自20世纪90年代初产生了商业化的锂离子电池，锂离子电池逐渐进入人们的视野，如今已成为人们生活中不可或缺的一部分。作为最具发展潜力的储能器件之一，对锂离子电池的研究仍然是一个炙手可热的课题。从锂离子电池的发展来看，锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料的结构和性能。其中负极材料的应用正面临着种种问题，亟待开发高效安全的新材料来取代最初的碳电极材料。近年来，过渡金属硼酸盐，因其在能量转换方面的潜在应用得到广泛关注。然而，目前鲜有关于硼酸钴作为锂离子电池负极材料的研究报道，且由于硼酸钴导电性差，在循环过程中对电极材料的破坏和容量的衰减严重。解决这一问题很重要的方法就是将材料颗粒大小减小至纳米尺寸或者与一些良好的导电材料构筑复合材料。电极材料的纳米化可以减小锂离子的扩散距离，而与导电材料的复合则可以增加材料的导电性，进而促进电子传输，同时可以起到缓解锂离子嵌入过程中的体积膨胀效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料，其特征在于，该复合材料为纳米棒结构硼酸钴镶嵌在褶皱的石墨烯内部，硼酸钴所占的质量百分数为10％～95％。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料，其特征在于，该复合材料为纳米棒结构硼酸钴镶嵌在褶皱的石墨烯内部，硼酸钴所占的质量百分数为10％～95％。


2.如权利要求1所述的锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料，其特征在于，优选的，硼酸钴所占的质量百分数为15％～50％。


3.一种权利要求1至2之一所述的锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，首先将水溶性钴盐以及十水四硼酸钠溶于去离子水，之后加入氧化石墨烯溶液，在水热反应条件下控制温度和反应时长，氧化石墨烯采用化学方法合成；最后将所获得的沉淀离心洗涤干燥，获得锂离子电池负极用的硼酸钴/石墨烯复合材料。


4.如权利要求3所述的锂离子电池负极用硼酸钴/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)采用改性Hummer法制备氧化石墨烯；
(2)分别将水溶性钴盐以及十水四硼酸钠按照摩尔比0.5～2.5:1加入到去离子水中并溶解得到溶液，按氧化石墨烯与钴盐质量比为1:5～95的量加入氧化石墨烯溶液，得到前驱体混合溶液；
(3)将上述前驱体混合溶液转移到水热反应釜中，在80～200℃下进行水热反应8～30h；待反应完成自然冷却至室温后，将所得反应沉淀进行离心清洗，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宁芳，秦伟，吴春，贾传坤，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43