[发明专利]一种钴酸镍的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一种钴酸镍的制备方法，将化学计量比的镍盐、钴盐、沉淀剂与去离子水混合，将混合溶液移入反应釜中进行水热反应控制温度为100～125℃，时间为6～8h后洗涤并烘干得粉末状混合前驱体，再将其在空气中热处理，最终得一种NiCo₂O₄材料。采用本发明的方法所得的NiCo₂O₄材料，用于可充锂离子电池的负极，提高了锂电池的倍率性能。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种锂离子电池用负极材料，具体来说是一种钴酸镍的制备方法和应用。

背景技术

近十几年来，锂离子电池以其高性能优势已被广泛应用于移动电子终端设备领域。过渡金属氧化物因高比容量等优点受到一定的关注。尤其是NiCo₂O₄，被确定为下一代锂离子电极最有希望的候选者，考虑到其超高的理论容量，极好的氧化还原活性和高比容量[1]。研究者们对NiCo₂O₄电极材料结构纳米化来改善其储锂性能，并提出特殊结构能提供更多的比表面积，提供足以锂离子很好脱嵌的通道及电解液/电极的接触面，从而促进电化学反应的进行[2]。

目前，Weng小组[3]制得了NiCo₂O₄微纳米线结构，韩国Sun小组[4]通过柠檬酸作为络合剂超声热解喷雾法制备了球状NiCo₂O₄结构材料。就目前研究报道，NiCo₂O₄材料具有好的电导、表面及结构特性，但是，其锂离子电池的倍率特性比较差。

参考文献

[1]P.Poizot,S.Laruelle,S.Grugeon,L.Dupont,J.M.Tarascon,Nature 407(2000)496.

[2]F.X.Ma,L.Yu,C.Y.Xu,X.W.Lou,Energy Environ 6(2016)862.

[3]F.H.Xu,F.L.Yu,C.Liu,P.D.Han,B.C.Weng,J.Power Sources 354(2017)85.

[4]S.W.Oh,H.J.Bang,Y.K.Sun,J.Power Sources 173(2007)502.

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种钴酸镍的制备方法和应用，所述的这种钴酸镍的制备方法和应用要解决现有技术中的球状NiCo₂O₄结构材料的倍率特性比较差的技术问题。

本发明提供了一种钴酸镍的制备方法，包括如下步骤：

1)将镍盐、钴盐、沉淀剂与去离子水混合后搅拌30～60min，然后将整个混合溶液移入内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为100～125℃，时间为6～8h，得反应液；所述的镍盐为硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍或草酸镍；所述的钴盐为硝酸钴、乙酸钴、碳酸钴或草酸钴；所述的沉淀剂为六亚甲基四胺；所述的镍盐、钴盐、沉淀剂及去离子水的摩尔比为1:2:3:266.67～355.56；

2)将步骤1)所得的反应液进行离心，离心过程控制离心转速为3000～3500r/min，时间为20～30min，离心后的固形物用去离子水和无水乙醇分别洗涤2～5次后，控制温度为60～90℃烘干，得粉末状混合前驱体；

3)将步骤2)所得的粉末状混合前驱体在空气气氛下热处理，热处理温度为290～310℃，时间为2～3h，得NiCo₂O₄材料。

进一步的，步骤(1)中镍盐、钴盐、沉淀剂及去离子水的摩尔比为1:2:3:333.34。