[发明专利]一种纳米钴锌复合氧化物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米钴锌复合氧化物的制备方法。

背景技术

锂离子二次电池负极材料经历了从金属锂到锂合金、碳素材料、过渡金属氧化物的研究过程。金属锂存在一定的安全隐患，碳素材料贮锂容量虽然较高(理论贮锂容量为372mA·h/g)，但由于没有经过高温处理，碳材料中残留有缺陷结构，使容量随循环的进行而衰减。因此，在进一步改进碳材料的同时，寻找更可靠贮锂容量更高的新型锂离子电池负极材料成为人们的研究方向，自1997年Fuji公司研究人员发现无定形锡基复合氧化物(简称TCO)有较好的循环寿命和较高的可逆容量后，金属氧化物负极材料引起了人们的广泛注意，成为目前研究的热点。

Co₃O₄、ZnO是目前研究较多的金属氧化物负极材料。ZnO的主要缺点是不可逆容量高，循环性能欠佳，Co₃O₄主要缺点是成本较高，这些缺点影响了金属氧化物负极材料的实际应用，而克服这些缺点是目前金属氧化物负极材料领域研究的重点。本发明采用水热法制备纳米钴锌二元复合氧化物，并研究了它们的组成、结构以及电化学性能，以期改善上述负极材料性能。

发明内容

本发明目的在于，提供一种纳米钴锌复合氧化物的制备方法，该方法是将四丁基溴化铵溶于正戊醇和环己烷的混合液中，搅拌，然后加入经过搅拌混匀的醋酸锌和醋酸钴的混合溶液，再滴加KOH溶液，调整pH至溶液呈微碱性，将含有沉淀的溶液，转入高压反应釜中，控制反应温度为130-150℃，加热6-10h，然后再在温度170℃下，加热24h，过滤得到沉淀物，将沉淀物洗涤至中性，然后转入马弗炉中，控制温度在500-700℃，加热6-12h，即得到黑色纳米钴锌复合氧化物。

本发明所述的一种纳米钴锌复合氧化物的制备方法，按下列步骤进行：

a、将四丁基溴化铵溶于正戊醇和环己烷的混合液中，搅拌30分钟，然后加入经过搅拌混匀的醋酸锌和醋酸钴的混合溶液；

b、将步骤a得到的混合溶液中滴加浓度为3mol/LKOH溶液，调整pH7.5-8.5至溶液呈微碱性，出现沉淀，再将含有沉淀的溶液，转入高压反应釜中，控制反应温度为130-150℃，加热时间6-10h；

c、然后再在温度170℃下，加热24h，过滤得到沉淀物，将沉淀物洗涤至中性，然后转入马弗炉中，控制温度在500-700℃，加热时间6-12h，即得到黑色纳米钴锌复合氧化物。

步骤a中醋酸锌的浓度为0.3mol/L，醋酸钴的浓度为0.1mol/L。

步骤a中醋酸锌和醋酸钴的加入量为体积比1∶1。

附图说明

图1为本发明的X射线衍射图；

图2为本发明的透射电镜图；

图3为本发明电极的循环伏安图，其中1、2、3表示循环次数；

图4为本发明电极的充电-放电图，其中1、2、3表示充放电周数；

图5为本发明单一Co₃O₄和纳米复合材料电极的放电容量-循环次数对比图，其中-■–为Co₃O₄-ZnO，-●-为Co₃O₄。

具体实施方式

实施例1

a、将1g四丁基溴化铵溶于1.5ml正戊醇和30ml环己烷的混合液中，搅拌30分钟，然后加入经过搅拌混匀的体积比1∶1的醋酸锌和醋酸钴的混合溶液，其中醋酸锌的浓度为0.3mol/L，醋酸钴的浓度为0.1mol/L；

b、将步骤a得到的混合溶液中滴加浓度为3mol/LKOH溶液，调整pH7.5-8.5至溶液呈微碱性，出现沉淀，再将含有沉淀的溶液，转入高压反应釜中，控制反应温度为130℃，加热时间6h；

c、然后再在温度170℃下，加热24h，过滤得到沉淀物，将沉淀物洗涤至中性，然后转入马弗炉中，控制温度在500℃，加热时间6h，即得到黑色纳米钴锌复合氧化物。

实施例2

a、将1g四丁基溴化铵溶于1.5ml正戊醇和30ml环己烷的混合液中，搅拌30分钟，然后加入经过搅拌混匀的体积比1∶1的醋酸锌和醋酸钴的混合溶液，其中醋酸锌的浓度为0.3mol/L，醋酸钴的浓度为0.1mol/L；

b、将步骤a得到的混合溶液中滴加浓度为3mol/LKOH溶液，调整pH7.5-8.5至溶液呈微碱性，出现沉淀，再将含有沉淀的溶液，转入高压反应釜中，控制反应温度为140℃，加热时间8h；