[发明专利]一种钴纳米纤维锂电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钴纳米纤维锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以4,4'-(1,3-丙二基)双吡啶、乙酸钴·四水合物为主要原料，加入适量的高分子聚丙烯腈为粘合剂，磁力搅拌一段时间后得到澄清透明纺丝前驱液，利用静电纺丝技术，在高电压条件下，制备静电纺丝产品，随后在管式炉中650 ~ 850℃氮气条件下进行退火烧结，即可。

2.如权利要求1所述的钴纳米纤维锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）在烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，再加入4,4'-(1,3-丙二基)双吡啶和乙酸钴·四水合物，然后向烧杯中加入适量聚丙烯腈作为粘结剂，磁力搅拌，得到红色凝胶纺丝溶液；

（2）将上述红色凝胶纺丝溶液装入注射器中，在电压为15~19 kV，纺丝针头与接收器的距离为10~20cm，推进流率为0.8 mL h^-1，箱体相对湿度为22~27%，温度为30℃条件下，进行静电纺丝，纺丝8~12 h后，收集纺丝产物，并将纺丝产物在鼓风干燥箱中85~95℃干燥30~40min；

（3）向烧杯中加入甲醇，加入3.0mmol乙酸钴·四水合物，磁力搅拌后，得到0.05mmol/mL乙酸钴甲醇溶液；

（4）将干燥后的静电纺丝产物浸入上述乙酸钴甲醇溶液中8~12h，取出纺丝产物，放入鼓风干燥箱中85~95℃干燥30~40min，得表面附有乙酸钴的纺丝产物；

（5）将表面附有乙酸钴的纺丝产物置于瓷舟中，在管式炉中氮气氛围下650 ~ 850℃进行程序退火，冷却至室温，即可得到钴纳米纤维锂电池负极材料。

3.如权利要求2所述的钴纳米纤维锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，4,4'-(1,3-丙二基)双吡啶和乙酸钴·四水合物的摩尔比为1：1。

4.如权利要求2所述的钴纳米纤维锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（5）中，所述程序退火的步骤为：从室温升温至200℃并保持120 min以稳定纤维构型，升温速率为2℃ min^-1；从200℃升温至650 ~ 850℃并保持120min，升温速率为3℃ min^-1。

5.如权利要求2-4任一所述的钴纳米纤维锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，上述得到的钴纳米纤维锂电池负极材料，在电流密度100 mA g^-1条件下，充放电循环150次后，其放电比容量能保持在380 mAh·g^-1以上，库伦效率能保持为99.98%。