[发明专利]一种花状四氧化三钴/石墨烯中空微球锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：由微米量级中空微球组成，中空微球的壁由二维纳米片大体沿径向排列围成，二维纳米片上分布有直径为2-5纳米的孔，二维纳米片的主体材料为四氧化三钴，其表面附着有石墨烯片层；

其制备方法包括如下步骤：

1)将可溶性钴盐溶于有机溶剂中，设定温度下进行水热反应，反应设定时间，制得钴盐微球前驱体；

2)向钴盐微球前驱体中加入石墨烯，并将混合物分散在水中，在设定温度下水热反应设定时间，制得中空氢氧化钴/石墨烯微球；

3)将制得的氢氧化钴/石墨烯微球在保护气体下热处理，制得花状四氧化三钴/石墨烯中空微球。

2.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：所述中空微球的平均粒径为1.6μm。

3.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：所述中空微球的中空内腔的直径为0.7-1.2μm。

4.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：所述二维纳米片上的纳米孔的比表面积为150-176m²/g。

5.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：所述二维纳米片的高度为150-220nm，厚度为3-5nm。

6.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：所述花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料中的碳含量为4-5％。

7.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤1)中，所述有机溶剂为丙三醇或异丙醇。

8.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤1)中，所述可溶性钴盐为硝酸钴。

9.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤1)中，水热反应的温度为120-200℃，水热反应的时间为2-16小时。

10.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤1)中，水热反应过程中进行磁力搅拌，磁力搅拌的速率为100-500转/分钟。

11.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤1)中，还包括将制备得到的钴盐微球前驱体进行离心分离、清洗、干燥的步骤。

12.根据权利要求11所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：离心分离的转速为3000-8000转/分钟，采用酒精和水反复清洗。

13.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤2)中，所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯。

14.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤2)中，水热反应的温度为120-180℃，水热反应的时间为1-12小时。

15.根据权利要求1所述的花状四氧化三钴/石墨烯中空微球复合电极材料，其特征在于：步骤2)中还包括将制得的中空氢氧化钴/石墨烯微球离心分离的步骤，离心的转速为4000-6000转/分钟。