[发明专利]一种通过掺杂多壁碳纳米管提高铁酸锌电化学性能的方法及应用

摘要

本发明公开了一种通过掺杂多壁碳纳米管提高铁酸锌充放电循环能力的方法及应用，其特征在于铁酸锌和多壁碳纳米管混合均匀，铁酸锌均匀分布在多壁碳纳米管的表面，形成一种稳定的复合材料。选用六水硝酸锌、七水合硫酸亚铁、尿素、氟化铵和预先酸化的多壁碳纳米管以一定摩尔质量混合搅拌形成均匀的混合溶液，经溶剂热法合成、煅烧后，得到铁酸锌/多壁碳纳米管复合材料。该方法不仅可以制得电化学性能优良的铁酸锌/多壁碳纳米管复合材料，而且合成方法比较简单、能耗低、可控性好、产量高和成本低廉，适合于大规模生产。本发明公开的铁酸锌/多壁碳纳米管复合材料的应用，用于锂离子电池负极材料，具有充放电比容量高、循环稳定性好的特点。

主权项

一种通过掺杂多壁碳纳米管提高铁酸锌电化学性能的方法，其特征在于：铁酸锌和多壁碳纳米管混合均匀，铁酸锌均匀分布在多壁碳纳米管的表面，形成一种稳定的复合材料；选用六水硝酸锌、七水合硫酸亚铁、尿素、氟化铵与预先酸化的碳纳米管以一定摩尔质量混合搅拌形成均匀的混合溶液，经水热合成、煅烧后，得到铁酸锌/多壁碳纳米管复合材料，具体制备如下步骤：步骤一：首先将1‑40毫克聚乙烯吡咯烷酮溶解在10‑60毫升乙二醇中磁力搅拌1‑20分钟，形成均匀的溶液，然后将0.1‑2毫摩尔六水硝酸锌、1‑4毫摩尔七水合硫酸亚铁、1.5‑8.5毫摩尔尿素和1‑6毫摩尔氟化铵加入到上述溶液中搅拌20‑100分钟，另外将5‑60毫克预先酸化的多壁碳纳米管溶解在10‑60毫升的乙二醇中超声分散10‑80分钟，最后将分散好的多壁碳纳米管溶液加入上述溶液中磁力搅拌0.5‑3小时形成均一的混合溶液，然后将混合溶液转移到不锈钢反应釜中，100‑350摄氏度下水热15‑45小时；步骤二：将步骤一所制备的浑浊液，冷却离心，用去离子水和酒精各清洗三次；步骤三：将步骤二所制备的样品在烘箱中干燥24‑80小时后，将粉末样品在研钵中充分研磨混合均匀后，置于瓷舟中，在管式炉中，在氮气保护中300‑900摄氏度下，煅烧2‑10小时，得到铁酸锌/多壁碳纳米管复合材料。