[发明专利]一种纳米钴酸镍及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米钴酸镍及其制备方法，特别是一种二维珊瑚状纳米钴酸镍及其制备方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

锂离子电池作为新一代的绿色高能充电电池，以其电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等电器设备上，同时在电动汽车、卫星、航天航空以及空间军事等领域也显示出了良好的应用前景和潜在的经济效益。目前，已经成为本世纪对国民经济和人民生活具有重要意义的高新技术产业之一。锂离子电池的性能(如容量、能量密度、工作电压、循环性能、倍率性能等)与组成锂离子电池的正、负极材料的特性有关。二元金属氧化物钴酸镍(NiCo₂O₄)由于其较好的导电性和电化学活性，在作为锂离子电池负极材料显示了独特的优势。近年来，科学家们通过不同的方法制备了具有不同结构和形貌的钴酸镍，以提高其性能。Xiao等采用微波法制备了三维钴酸镍纳米球[Li Gu,Lei Qian,Ying Lei,Yanyan Wang,Jing Li,Hongyan Yuan,Dan Xiao.Microwave-assisted synthesis of nanosphere-like NiCo₂O₄ consisting of porous nanosheets and its application in electro-catalytic oxidation of methanol.J.Power Sources,2014,261,317-323.]。Lou等采用热处理的方法将钴酸镍纳米针沉积在泡沫镍表面[Gen Qiang Zhang,Hao Bin Wu,Harry E.Hoster,Mary B.Chan-Park,and Xiong Wen(David)Lou.Single-crystalline NiCo₂O₄ nanoneedle arrays grown on conductive substrates s binder-free electrodes for high-performance supercapacitors.Energy Environ.Sci.2012,5,9453]。Li等采用聚合物/表面活性剂共溶液法制备了钴酸镍纳米线[Hao Jiang,Jan Ma and Chunzhong Li.Hierarchical porous NiCo₂O₄ nanowires for high-rate supercapacitors.Chem.Commun.,2012,48,4465-4467.]

但是，采用模板法制备二维珊瑚状纳米钴酸镍还未有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维珊瑚状纳米钴酸镍及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种纳米钴酸镍，所述纳米钴酸镍为二维珊瑚状。

上述纳米钴酸镍采用以下步骤制备而得：

第一步，将氧化石墨在水中超声分散；

第二步，将镍盐和钴盐按照摩尔比1:2在水中搅拌；

第三步，将第一步所得的氧化石墨烯分散液与第二步所得的混合溶液混合，并搅拌；

第四步，将第三步的反应体系冷冻干燥；

第五步，将第四步冷冻干燥后获得的粉末在氮气气氛下，200-400℃热处理1-5小时，制得二维珊瑚状纳米钴酸镍。

本发明纳米钴酸镍的制备方法，第一步中所述的氧化石墨采用hummer法制备，超声分散时间为30-120分钟。

本发明纳米钴酸镍的制备方法中，第二步中搅拌时间为20-60分钟。

本发明纳米钴酸镍的制备方法中，第三步中搅拌时间为30-60分钟。

本发明纳米钴酸镍的制备方法，氧化石墨与纳米钴酸镍的质量比不大于1:4。