[发明专利]纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法

说明书

本发明为纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法，包括如下步骤：按照钴盐：尿素＝1:5‑1:1摩尔质量比配比混合物；将混合物中加入去离子水，进行搅拌充分溶解完全得到混合物溶液；将混合物溶液置入反应釜中进行密封后进行旋转制备得到反应产物；反应釜冷却后，取出反应产物，去除上层清液，并进行洗涤，后置入烘箱内进行烘干，制备得到烘干产物；将烘干产物置于N2气氛条件下进行热处理，去除结晶水，并最终得到纳米线型碳酸钴负极材料。本发明的纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法，其制备所得的纳米线型碳酸钴负极材料的可逆容量达到1200mAh/g，高于市面上石墨负极容量三倍有余，极大提高了锂离子电池的性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电子制备技术，具体的，其展示一种纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法。

背景技术

二十世纪以来，随着人类社会的不断发展，对能源的需求日益增长，能源的短缺甚至枯竭成为人类继续发展的瓶颈，人民迫切的需要找到一种新型的、廉价的、储能效率高的、对环境友好的电池材料。七十年代能源危机以来，以锂与过渡金属化合物为储能材料的新型电池登上历史舞台，与过去的二次电池相比，锂离子二次电池拥有电压高、能力密度大、循环性能好等突出优点。

锂离子电池的性能很大程度上更取决于负极材料。商用负极材料石墨的理论容量只有372mAh/g，难以满足市场对动力电池能量密度的更高要求。高容量型负极材料过渡金属氧化物MO(M＝Ni，Co，Mn，Fe，Cu)如NiO，Co3O4，MnO，Fe3O4等被研究者们所关注，转换机理广泛存在于金属氧化物负极材料中，从而使得负极容量得到极大的提高。Poizot等人(Poizot,P.,S.Laruelle,S.Grugeon,et al.,Nano-sized transition-metal oxides asnegative-electrode materials for lithium-ion batteries[J].Nature,2000.407(6803):496-499)探索金属氧化物负极容量可达700mAh/g。

而Tirado课题组(Aragón,M.,C.Pérez-Vicente and J.Tirado,Submicronicparticles of manganese carbonate prepared in reverse micelles:A new electrodematerial for lithium-ion batteries[J].Electrochemistry communications,2007.9(7):1744-1748)研究发现碳酸盐负极容量远高于按照转换机理得出的理论容量。Zhou课题组(Su,L.,Z.Zhou,X.Qin,et al.,CoCO 3submicrocube/graphene composites with highlithium storage capability[J].Nano Energy,2013.2(2):276-282)认为反应过程中产生的纳米化过度金属颗粒对其中CO32+有催化作用，使得C4+被还原为C0或者其他价态的碳，从而放出更高的容量。

因此，有必要制备一种纳米线型碳酸盐负极材料，其可极大程度的提高锂离子电池的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法，其制备所得的纳米线型碳酸钴负极材料的可逆容量达到1200mAh/g，高于市面上石墨负极容量三倍有余，极大提高了锂离子电池的性能。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种纳米线型碳酸钴负极材料的合成方法，包括如下步骤：

1)按照钴盐：尿素＝1:5-1:1摩尔质量比配比混合物；

2)将混合物中加入去离子水，进行搅拌充分溶解完全得到混合物溶液；

3)将混合物溶液置入反应釜中进行密封后进行旋转制备得到反应产物；