[发明专利]一种球状Co(OH)2复合电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种球状Co(OH)₂复合电极材料及其制备方法。本发明的方法具体步骤如下：(1)将钴源、表面活性剂、去离子水和乙醇超声混合得到混合溶液；(2)将步骤(1)得到的混合溶液移入水热反应釜中进行水热反应，反应结束后，自然冷却至室温，得到反应液；(3)将步骤(2)所得到反应液离心，收集沉淀，然后洗涤、干燥，即得到三维球状Co(OH)₂材料。本发明采用超声和水热处理法得到的球状的Co(OH)₂三维复合材料，不仅热稳定性好、结晶程度高，而且制备方法简单、成本低廉、环保和形貌可控性强，是理想的能源材料之一。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种三维阶层结构复合电极材料，具体来说，涉及一种球状Co(OH)₂复合电极材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的快速发展和进步以及传统化石能源的日益匮乏，各种环境污染问题相继出现，迫切的需求科学家们研究一种新的清洁能源。寻求可再生的清洁能源，对于减轻环境污染和促进人类的可持续发展至关重要。然而，利用可再生能源的关键是转化为电能，之后才能可以加以利用。因此，现在主要解决的问题就是能量的储存。近年来广泛研究的电能储存器件主要有锂离子电池和超级电容器。相比于传统的储能器件，它们具有更高的能量密度和功率密度，同时也有更高的循环稳定性。

目前大多数商业化的电极材料主要是以碳材料为主，但是其充放电比较差，同时由于孔径过小导致导电性能差。而过渡金属氢氧化物和碳材料不同，具有高的能量密度。但是其缺点就是循环稳定性差，导电性不强，工作电压低，同时比表面积差，不利于电子的快速运输。如果克服上述缺点，将大大提高性能，可能在能源器件(超级电容器、锂离子电池、燃料电池)上的应用发挥巨大的作用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种球状Co(OH)₂复合电极材料及其制备方法。该方法环境友好，得到的球状Co(OH)₂三维阶层结构电极材料能解决现有技术中的金属氢氧化物导电性不好、易团聚等的缺点，同时具有较高的比容量，达到452.3F/g。

本发明具体技术方案介绍如下。

本发明提供一种球状Co(OH)₂复合电极材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将钴源、表面活性剂、去离子水和乙醇超声混合得到混合溶液；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液移入水热反应釜中进行水热反应，反应结束后，自然冷却至室温，得到反应液；

(3)将步骤(2)所得到反应液离心，收集沉淀，然后洗涤、干燥，即得到三维球状 Co(OH)₂材料。

上述步骤(1)中，表面活性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物，钴源为硝酸钴。

上述步骤(1)中，钴源和表面活性剂的质量比为100:1-10:1，钴源和水的质量体积比为1:6～5:3mg/ml。

上述步骤(1)中，钴源和乙醇的质量比为20:1-1:2；超声时间为15～30min.。

上述步骤(2)中，水热的温度为150-180℃，反应时间为12-18h。

上述步骤(3)中，干燥温度为60-90℃，干燥时间为6-12h。

本发明还提供一种上述制备方法得到的球状Co(OH)₂复合电极材料。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：