一种四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法及其应用技术

技术编号:43283624 阅读:19 留言:0更新日期:2024-11-12 16:06
本发明专利技术属于电池领域,具体涉及一种四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法及其应用;所述四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法以醋酸钴为前体物,采用纤维素片材为模板和碳源,利用表面溶胶—凝胶法,在纤维素纤维表面层层组装氢氧化钴凝胶层,然后结合氩气氛围中碳化和空气中氧化的热处理过程,得到四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料;其中,层层组装循环次数为10‑50次;所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料切片后直接作为锂离子电池或钠离子电池的负极。本发明专利技术制备得到的四氧化三钴包覆碳自支撑负极具有比容量较大、库伦效率较高、循环稳定性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池,具体涉及一种四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法及其应用


技术介绍

1、在二次储能电池中,锂离子电池因具有高能量密度、强动力性能、无记忆效应以及环境友好等优点,已在便携式电子产品、电动汽车的电源中占据主导地位。与有限的锂资源互补,钠离子电池具有钠储量丰富、安全性能高、低温性能好等优势,虽然其能量密度低于锂离子电池,但也有望通过改性提高能量密度。电极材料的物理化学性质是影响电池性能的关键因素之一。相较于正极材料,负极材料为电池提供更高的容量,更大程度影响着锂/钠离子电池的性能。目前商业化的碳负极材料受限于相对较低的理论比容量(372 mah g-1)。为满足多个领域对高能量和功率密度、长循环寿命锂/钠离子电池的需求,研发新型负极材料具有重要的实际意义和应用价值。

2、在诸多负极备选材料中,以过渡金属氧化物为代表的转化型负极材料具有理论比容量高的突出优势。其中四氧化三钴(co3o4)负极材料的理论比容量高达890 mah g-1,约为商用碳负极材料的2.4倍。但co3o4充放电时固有结构不稳定、体积效应严重以及导电性差的问本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:以醋酸钴为前体物,采用纤维素片材为模板和碳源,利用表面溶胶—凝胶法,在纤维素纤维表面层层组装氢氧化钴凝胶层,然后采用两步热处理,得到四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料;

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:氢氧化钴溶液的配制步骤为:按照25-75 g/L浓度配制醋酸钴前体物溶液,滴加氨水调节醋酸钴前体物溶液的pH为8-9,将得到的紫色溶液搅拌10-30 min,使醋酸钴和氨水充分反应,即得到物质的量浓度为90-290 mmol/L的氢氧化钴溶液。

>3.根据权利要求2...

【技术特征摘要】

1.一种四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:以醋酸钴为前体物,采用纤维素片材为模板和碳源,利用表面溶胶—凝胶法,在纤维素纤维表面层层组装氢氧化钴凝胶层,然后采用两步热处理,得到四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料;

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:氢氧化钴溶液的配制步骤为:按照25-75 g/l浓度配制醋酸钴前体物溶液,滴加氨水调节醋酸钴前体物溶液的ph为8-9,将得到的紫色溶液搅拌10-30 min,使醋酸钴和氨水充分反应,即得到物质的量浓度为90-290 mmol/l的氢氧化钴溶液。

3.根据权利要求2所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:通过在醋酸钴前体物溶液中滴加氨水调节溶液的ph至8.4-8.6。

4.根据权利要求2所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:通过滴加氨水调节醋酸钴前体物溶液到ph为8.5;所述层层组装工艺中循环次数是30。

5.根据权利要求1所述的四氧化三钴包覆碳自支撑负极材料的制备方法,其特征在于:纤维素片材置入真空抽滤装置后,先经无...

【专利技术属性】
技术研发人员:李姣杨佳兴李世超田尉辰赵桃林梁浩然李天缤孙洁张艺凡
申请(专利权)人:石家庄铁道大学
类型:发明
国别省市:

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