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一种原位生长的表面配位聚合反应制备空心CoO纳米球的方法

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-11-29 11:23:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:江西省南昌国家高新区| 张敏冬 | 2022-12-30 10:51:06
本发明公开了一种原位生长的表面配位聚合反应制备空心Co3O4纳米球的方法,包括:将无机钴盐、柠檬酸钠、尿素溶解在纯水中,加热反应,反应结束后收集产物,洗涤,干燥,得前驱体A;将前驱体A、2‑甲基咪唑分散在增黏剂中,然后加入纯水搅拌反应,反应结束后收集产物,洗涤,干燥,得前驱体B;将前驱体B放在空气中煅烧,得空心Co3O4纳米球。本发明通过加入增黏剂来控制反应体系的反应速度和黏度,使聚合反应发生在微米球前驱体表面,实现了微米球到纳米球的转变。通过改变增黏剂与水的比例能够调控颗粒粒径,并能在后续热处理步骤对空心球壳厚度调节。本发明所得纳米空心材料作为锂离子电池负极材料时表现出优异的电化学性能。 针对以上问题,本发明制备了一种空心结构co3o4纳米材料作为锂离子电池负极。该方法实现了微米球到纳米球的转变,制备的co3o4纳米球为空心结构。将粒径减小到纳米尺度可以有效地改善锂离子迁移,增加反应活化面积,并提供更高的初始容量;空心结构能提供足够的空间,有效缓解充放电过程中的体积变化,提高材料的循环稳定性。
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、无记忆性等优点,在数码、储能、电动汽车等领域得到广泛的应用,成为应用前景最为明朗的高能电池体系。 目前商业化的锂离子电池多用石墨负极材料,但石墨材料存在比容量低的缺点,其理论容量只有372mah/g,无法满足人们日益增长的需求,因此迫切需要发展具有更高比容量的负极材料来替代石墨。在所有材料中,co3o4由于其较高的理论比容量(890mah/g)引起了广泛的研究兴趣。然而,此类负极材料也存在一些缺点:1)电子扩散速率低,倍率性能不佳;2)充放电过程中li+的嵌入/脱出导致体积变化较大,引起材料结构坍塌和粉化,加速容量衰减。 本发明在以六水合硝酸钴、2-甲基咪唑、碳纳米管薄膜为原料,在室温静置的条件下,制得coo@cntf前驱体,用去离子水超速离心洗至ph=7然后对其进行碳化处理,从而获得具有her和oer双催化活性的电极材料。

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