[发明专利]一种ZnO纳米片/碳海绵柔性复合负极材料及其制备方法

摘要

本发明属于电化学技术领域，具体为ZnO纳米片/碳海绵柔性复合负极材料及其制备方法。本发明的柔性复合负极材料是以多孔自支撑碳海绵为载体、以氧化锌（ZnO）二维纳米片作为锂电池负极活性材料组成的复合材料，其中ZnO负载量高，且大电流密度下循环稳定。本发明制备步骤为：在多孔聚氨酯模板表面原子层沉积ZnO，高温除去有机模板后得到ZnO纳米片，将其配制成ZnO纳米片分散液；将三聚氰胺海绵高温碳化得到碳海绵，将其浸入ZnO纳米片分散液中，干燥后在惰性氛围中高温热处理，即得到ZnO纳米片/碳海绵柔性复合材料；该柔性复合材料可直接制备锂电池负极，无需导电剂和粘合剂。

主权项

1.一种ZnO纳米片/碳海绵柔性复合负极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）ZnO纳米片制备：以多孔聚氨酯为模板，二乙基锌为锌源，去离子水为氧源，N2为载气和脉冲气体，在模板表面原子层沉积ZnO薄膜；将包覆有ZnO的聚氨酯置于O2氛围中，高温去除聚氨酯模板，得到ZnO纳米片；再将ZnO纳米片超声分散在酒精溶液中，配制成浓度为5‑30 mg mL‑1的ZnO纳米片分散液；（2）碳海绵的制备：将三聚氰胺海绵置于高温管式炉中，通入惰性气体，以5‑10℃/min升温速率升温至碳化温度，保持1‑3h，冷却后取出，得到碳海绵；（3）ZnO纳米片/碳海绵柔性复合负极材料制备：将步骤（2）制备的碳海绵浸入步骤（1）制备的ZnO纳米片分散液中，取出干燥，再次置于管式炉中，通入惰性气体，进行热处理，即得到ZnO纳米片/碳海绵柔性复合负极材料。