锂离子电池用四氧化三钴多壳层空心球负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于锂离子电池的四氧化三钴多壳层空心球负极材料及其制备方法。本发明专利技术利用水热法制备的碳球作为模板，通过控制钴盐溶液中水与乙醇的比例，溶液的温度，以及碳球的吸附能力，从而控制碳球中钴离子的数量及其进入深度，制备出了单、双、三及四壳层四氧化三钴空心球。以四氧化三钴多壳层空心球为负极的锂离子电池，具有较大的比表面积和较多的锂离子储存位点，提高了比电容量；同时，适宜的多壳层空腔结构不仅可以调适电极结构和体积变化，而且可以有效地缩短锂离子和电子的传输距离，从而显著提高了循环性能和快速充放电能力。本发明专利技术方法操作方便简洁，可控性高，并能显著提高锂离子电池的性能，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
，具体地说，本专利技术涉及一种应用于锂离子电池的四氧化三钴(Co3O4)多壳层空心球负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点，得到了广泛的研究与快速的发展。目前已经广泛地应用在电子产品、电动汽车、航空航天和国防军事等诸多领域，并发展成为21世纪最理想的电池能源之一。2000年，P.Poizot等报道了纳米尺寸3d过渡金属氧化物(Μ0，Μ为Co、N1、Fe、Cu)作为锂离子电池的负极材料具有出色的电化学性质(文献:Poizot P, Laruelle S，GrugeonS，Nature, 2000, 407，496-499)。研究表明，过渡金属氧化物负极材料具有很高的贮锂容量，其理论比容量是传统碳负极材料的2 3倍，是很有前途的锂离子电池电极材料。目前研究最多的过渡金属氧化物是Co氧化物，这是因为Co氧化物的理论比电容量高，比较容易制备得到容量高的Co氧化物负极材料(文献:F.Zhan, B.Geng, Y.Guo, Chem.Eur.J.2009, 15，61本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四氧化三钴（Co3O4）多壳层空心球负极材料的制备方法，包括如下步骤：（A）碳球模板的制备将浓度为1.5M的蔗糖水溶液在200℃的高压釜中水热反应约130min，自然冷却后抽滤，并经去离子水和乙醇多次洗涤后，将产物放入80℃烘箱中干燥12～24h，所得碳球直径约3μm；（B）多壳层Co3O4空心球的制备将碳球模板均匀分散于钴盐溶液中，溶剂采用水、乙醇、或乙醇与水的混合物，钴盐溶液浓度为1～3M，在20～50℃下搅拌4～12h后抽滤，用去离子水洗涤3～5遍，放入80℃烘箱中干燥12～24h，将所得固体粉末置于马弗炉中进行煅烧，自然冷却后得到多壳层Co3O4空心球；（C）多壳层Co3O4空心球...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，王江艳，毛丹，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，佛山市高明区中国科学院新材料专业中心，
类型：发明
国别省市：