一种具有三维复杂层级结构的金属Ge负极的制备方法技术

本发明专利技术为一种具有三维复杂层级结构的金属Ge负极的制备方法。该方法包括如下步骤：制备锗酸锌纳米棒前驱体；然后依次分散在聚二烯二甲基丙基氯化铵溶液、聚对苯乙烯磺酸钠溶液中，得到修饰后的锗酸锌前驱体；再加入甲醇，分散后再依次加入硝酸锌和2‑甲基咪唑，搅拌反应4～8h，反应结束后，将产物离心洗涤，干燥后得到固体粉末；最后在惰性气氛保护下，温度为800～1000℃，进行热处理2～4h，得到具有三维复杂层级结构的金属Ge负极。本发明专利技术操作更为简单，且能构建出三维复杂层级结构，克服了以往方法制备出的低维金属Ge纳米材料结构颗粒排列松散、结构稳定性差等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术隶属于储能材料领域，具体为发展了一种高容量氮掺杂炭包覆的具有三维复杂层级结构的金属ge负极材料的制备方法。本专利技术利用高温水热反应合成了锗酸锌纳米棒作为前驱体，然后经过修饰后在其外部均匀包覆一层碳前驱体(zif-8)，在高温条件下碳化，最后通过碳热还原的原理将炭包覆层内部的锗酸锌纳米棒还原成金属ge负极材料，同时产生三维复杂层级结构(即：三维互连空心网络)。该材料在低电流密度下呈现出优异的循环稳定性和较高的可逆比容量。这种炭包覆具有三维互连空心网络结构的ge金属负极材料的新型制备方法为高比能量锗基负极材料的应用奠定了基础。

技术介绍

1、随着新能源电动汽车产业的快速发展，市场对大容量锂离子电池的需求日益增加，而传统石墨阴极的理论容量仅有372mah g-1，与目前市场需求有很大差距。锂合金负极材料，特别是ⅳa族元素硅和锗，具有很高的理论容量(硅为4200mah g-1，锗为1624mah g-1)，因此被广泛研究为有前途的锂离子电池负极候选者。与si基材料相比，金属ge具有更高的li+扩散系数和更高的电导率(分别是si的400倍和104倍)，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有三维复杂层级结构的金属Ge负极的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

2.如权利要求所述的具有三维复杂层级结构的金属Ge负极的制备方法，其特征为所述的惰性气氛为N2或Ar。

3.如权利要求1所述方法制备的具有三维复杂层级结构的金属Ge负极的应用，其特征为用作锂离子电池的负极材料。

4.如权利要求3所述的应用，其特征为包括以下步骤：将(4)中得到的复合材料与导电炭、粘结剂以8:1:1的质量比均匀混合并加入去离子水，常温搅拌8～24h；搅拌结束后将所得悬浮液涂覆在铜箔上，并在90～120℃下真空干燥12～24h，得到锂离子电池的负极极片；每直...

【技术特征摘要】

1.一种具有三维复杂层级结构的金属ge负极的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

2.如权利要求所述的具有三维复杂层级结构的金属ge负极的制备方法，其特征为所述的惰性气氛为n2或ar。

3.如权利要求1所述方法制备的具有三维复杂层级结构的金属ge负极的应用，其特征为用作锂离子电池的负极材料。

4.如权利要求3所述的应用，其特征为包括以下步骤：将(4)中得到的复合材料与导电炭、粘结剂以8:1:1的质量比均匀混合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：程菲，徐光正，赵金阳，毛建江，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：