本发明专利技术公开了一种CuGeO3/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤：1）称取葡萄糖和CuSO4·5H2O溶于去离子水中，搅拌配成混合溶液；2）往步骤1）配成的混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵；3）将铜片插入到步骤2）得到的混合溶液中水热反应；4）称取GeO2溶于去离子水中，搅拌配成GeO2溶液；5）将步骤3）反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中水热反应；6）冲洗干燥步骤5）得到的生长有CuGeO3/C复合物的铜片。本发明专利技术制备的CuGeO3/C复合物锂离子电池阳极材料可以形成大量的花枝状结构，从而使其具有良好传输锂离子的独特物理性质，能够实现电池的长寿命、高容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池阳极材料的制备方法，特别涉及一种CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法。
技术介绍
自1859年Gaston Plante提出铅-酸电池概念以来，化学电源界一直在探索新的高比能量、循环寿命长的二次电池。1990年日本SONY公司率先研制成功并实现商品化的锂离子电池，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面展示了广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益，迅速成为近几年广为关注的研究热点。开发锂离子电池的关键之一是寻找合适的阳极材料，使电池具有足够高的锂嵌入量和很好的锂脱嵌可逆性，以保证电池的高电压、大容量和长循环寿命。碳材料因具有较高的比容量已在商业锂离子电池中得到应用，并展示出良好的电化学行为，但仍然存在理论容量低的缺陷。自从P.PoiZOt等报道了以其他过渡金属氧化物如FeO、CoO, MoO, Cu2O等作为锂离子二次电池阳极材料的电化学性能以来，其他过渡金属氧化物也逐渐成为研究的热点，而且这些材料表现出较高的质量比容量。然而锂离子电池能否成功应用，关键在于能可逆地嵌入脱嵌锂离子的阳极材料的制备。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，制备的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料能够实现电池的高容量充放电，并且循环寿命长。本专利技术的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤: O按照1:1的摩尔比称取葡萄糖和CuSO4.5Η20溶于去离子水中，搅拌配成混合溶液； 2)往步骤I)配成的混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，并搅拌混合；3)将铜片插入到步骤2)得到的混合溶液中，在15(T200°C下水热反应2(Γ40小时； 4)称取GeO2溶于去离子水中，搅拌配成GeO2溶液，GeO2溶液中GeO2的摩尔浓度与步骤I)配成的混合溶液中CuSO4的摩尔浓度相同； 5)将步骤3)反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中，在180220 C下水热反应5 10小时，得到生长有CuGe03/C复合物的铜片； 6)冲洗干燥步骤5)得到的生长有CuGe03/C复合物的铜片，得到CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料。进一步，所述步骤3)中，先用稀盐酸清洗去除铜片表面的氧化层，再将铜片插入到步骤2)得到的混合溶液中。 进一步，所述步骤3)中，水热反应温度为160°C，反应时间为30小时；所述步骤5)中，水热反应温度为200°C，反应时间为6小时。本专利技术的有益效果在于:本专利技术利用水热反应的方法直接在铜片上生长CuGe03/C复合物，CuGe03/C复合物可以形成大量的花枝状结构，从而使其具有良好传输锂离子的独特物理性质，因此将其作为锂离子电池阳极材料，不但可以提高电池的实际容量，而且可以大大地延长循环使用寿命；本专利技术制备的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料能够实现电池的长寿命、高容量，能够用于各种电子器件的理想锂离子电池。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中: 图1为实施例1制备得到的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料和比较例I制备得到的CuGeO3锂离子电池阳极材料的XRD 图2为实施例1制备得到的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料和比较例I制备得到的CuGeO3锂离子电池阳极材料的SEM平面及截面 图3为实施例1和比较例I的两个钮扣式锂离子电池的CV曲线； 图4为实施例1和比较例I的两个钮扣式锂离子电池的前三次充放电循环曲线； 图5为实施例1和比较例I的两个钮扣式锂离子电池在不同放电倍率下的容量一循环次数曲线； 图6为实施例1的钮扣式锂离子电池在同一放电倍率下的容量——循环次数曲线； 图7为实施例1和比较例I的两个钮扣式锂离子电池在充放电前的impedance曲线。具体实施例方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1 实施例1的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤: 1)称取0.025 mol的葡萄糖和0.025 mol的CuSO4.5H20溶于40 ml去离子水中，搅拌配成混合溶液；2)往步骤I)配成的混合溶液中加入0.5g十六烷基三甲基溴化铵，并搅拌混合； 3)先用稀盐酸清洗去除铜片表面的氧化层，再将铜片插入到步骤2)得到的混合溶液中，在160°C下水热反应30小时； 4)称取0.025 mol的GeO2溶于40 ml去离子水中，搅拌配成GeO2溶液； 5)将步骤3)反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中，在200°C下水热反应6小时，得到生长有CuGe03/C复合物的铜片； 6)冲洗干燥步骤5)得到的生长有CuGe03/C复合物的铜片，得到CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料。比较例I 比较例I为不含C的CuGeO3锂离子电池阳极材料，其制备方法包括以下步骤: 1)称取0.025 mol的CuSO4.5Η20和0.1 mol的NaOH溶于40 ml乙二醇中，搅拌配成混合溶液； 2)先用稀盐酸清洗去除铜片表面的氧化层，再将铜片插入到步骤I)得到的混合溶液中，在180°C下水热反应20小时；3)称取0.025 mol的GeO2溶于40 ml去离子水中，搅拌配成GeO2溶液； 4)将步骤2)反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中，在200C下水热反应6小时，得到生长有CuGeO3的铜片； 5)冲洗干燥步骤4)得到的生长有CuGeO3的铜片，得到CuGeO3锂离子电池阳极材料。图1为实施例1制备得到的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料和比较例I制备得到的CuGeO3锂离子电池阳极材料的XRD图，如图1所示，两个样品的结晶程度都比较良好，并由图可知，在反应过程中都不同程度的有CuO的生成。图2为实施例1制备得到的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料和比较例I制备得到的CuGeO3锂离子电池阳极材料的SEM平面及截面图，如图2所示，图2 (a)和(b)为比较例I的CuGeO3的平面图，图2(c)和(d)为实施例1的CuGe03/C的平面图，图2(e)和(f)为其截面图，可以明显看到，比较例I的CuGeO3属于纳米粒子，而实施例1的CuGe03/C属于花枝状结构，该结构使得锂离子的传输更为方便。分别将实施例1制备得到的CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料和比较例I制备得到的CuGeO3锂离子电池阳极材料作为工作电极，锂片作为对电极，制备成两个钮扣式锂离子电池。图3为两个钮扣式锂离子电池的CV曲线，如图3所示，比较例I的CuGeO3只有一对氧化还原峰，而实施例1的CuGe03/C有三对氧化还原峰。图4为两个钮扣式锂离子电池的前三次充放电循环曲线，如图4所示，可以看到，从第二次充放电开始，其容量几乎都没有衰减。图5为两个钮扣式锂离子电池在不同放电倍率下的容量一循环次数曲线，如图5所示，比较例I的CuGeO3和 实施例1的CuGe03/C在不同电流倍率下的容量几乎都没有衰减。图6为实施例1的钮扣式锂离子电池在同一放电倍率下的容量一循环次数曲线，如图6所示，充放电电流密度越小，其容量随循环次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CuGeO3/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）按照1：1的摩尔比称取葡萄糖和CuSO4·5H2O溶于去离子水中，搅拌配成混合溶液；2）往步骤1）配成的混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，并搅拌混合；3）将铜片插入到步骤2）得到的混合溶液中，在150~200℃下水热反应20~40小时；4）称取GeO2溶于去离子水中，搅拌配成GeO2溶液，GeO2溶液中GeO2的摩尔浓度与步骤1）配成的混合溶液中CuSO4的摩尔浓度相同；5）将步骤3）反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中，在180~220℃下水热反应5~10小时，得到生长有CuGeO3/C复合物的铜片；6）冲洗干燥步骤5）得到的生长有CuGeO3/C复合物的铜片，得到CuGeO3/C复合物锂离子电池阳极材料。
【技术特征摘要】
1.一种CuGe03/C复合物锂离子电池阳极材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)按照1:1的摩尔比称取葡萄糖和CuSO4.5Η20溶于去离子水中，搅拌配成混合溶液； 2)往步骤I)配成的混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，并搅拌混合； 3)将铜片插入到步骤2)得到的混合溶液中，在15(T200°C下水热反应2(Γ40小时； 4)称取GeO2溶于去离子 水中，搅拌配成GeO2溶液，GeO2溶液中GeO2的摩尔浓度与步骤I)配成的混合溶液中CuSO4的摩尔浓度相同； 5)将步骤3)反应完成后的铜片取出冲洗后插入GeO2溶液中，在180220 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长明，孙柏，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：
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