一种磁场下高比能纳米缺陷Co3O4负极材料的制备方法及应用技术

一种磁场下高比能纳米缺陷Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;负极材料的制备方法及应用，属于材料制备领域与储能器件领域，在Co‑ZIF‑67前驱体的生长过程中引入磁场，通过磁场对材料生长的影响，煅烧后获得一种纳米级的介孔缺陷Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;，以此为负极组装锂离子电容器。具体方法为：2‑甲基咪唑与六水合硝酸钴分别充分溶解于溶剂中，将二者混合后置于磁场中静置；混合液离心、洗涤、干燥后获得紫色粉末并进行煅烧处理，待自然冷却后取出，以此为负极，活性碳为正极，组装锂离子电容器。本发明专利技术的方法能提高Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;的比表面积和氧空位含量，达到了增多活性位点并改善反应动力学的目的，极大提高了材料容量和循环性能，组装电容器后具有超高的能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料制备领域与储能器件领域，具体涉及一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法及应用。

技术介绍

1、锂离子电容器结合锂离子电池和超级电容器二者的储能机制，正极与超级电容器正极相同，负极与锂离子电池负极相同，同时利用正极的双电层电容反应机理与负极的氧化还原反应机理，理论上具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和高安全性等优势，拥有良好的应用前景，是当前储能领域研究热点方向之一。然而，正极快速的法拉第过程和负极缓慢的非法拉第过程，这两种动力学过程的不匹配是影响锂离子电容器性能的关键因素。为了将锂离子电容器进行商业化应用，需要寻找一种高效、高性能的电池型电极，尤其是具有增强动力学的电池型电极。

2、过渡金属氧化物(tmos)因其高理论容量、低成本等优势成为锂离子电容器的最具潜力的负极材料之一。co3o4作为tmos的代表，涉及八电子反应，具有890mah/g的高理论容量，但作为负极材料应用于锂离子电容器仍需解决如下两个关键问题：(1)电导率低导致锂离子/电子迁移缓慢，从而影响锂离子电容器的功率密度；(2)电化学循环过程中的锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁场下高比能纳米缺陷Co3O4负极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷Co3O4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，2-甲基咪唑和六水合硝酸钴均为固体，二者的摩尔比为(4～16)：1；

3.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷Co3O4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，磁场强度为0.1～2T，静置时间为2～24h。

4.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷Co3O4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合液离心的转速为5000...

【技术特征摘要】

1.一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，2-甲基咪唑和六水合硝酸钴均为固体，二者的摩尔比为(4～16)：1；

3.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，磁场强度为0.1～2t，静置时间为2～24h。

4.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合液离心的转速为5000～10000r/min，离心时间为3～10min；离心后采用甲醇、去离子水或乙醇洗涤3～5次，洗涤后的产物在60～100℃的温度下干燥12～24h。

5.根据权利要求1所述的一种磁场下高比能纳米缺陷co3o4负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，煅烧处理具体为：在空气中以1～10℃/min的加热速率升温至300～500℃，保温时间为2～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁双，吕福森，刘家岐，谭新佳，刘铁，王强，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：