[发明专利]一种Co2AlO4/C纳米纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法，涉及纳米材料合成领域，所述方法包括以下步骤：S100、制备前驱体溶液；S200、将步骤S100制备的前驱体溶液静电纺丝，制备含有钴、铝的高分子聚合物纳米纤维并将其干燥；S300、将步骤S200干燥后的含有钴、铝的高分子聚合物纳米纤维进行热处理制得所述Co₂AlO₄/C纳米纤维。本发明方法制备的Co₂AlO₄/C纳米纤维的小尺寸显著增加了锂离子脱嵌速率，因此锂离子在电极材料中的传输距离降低了，同时材料比表面积大，为材料在充放电过程中提供更多的嵌锂空间，材料的循环性能好，容量高。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料制备技术领域，尤其涉及一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法和应用。

背景技术

目前，锂离子电池商业化负极材料主要是碳材料，碳材料作为锂离子电池负极材料具有电极电位低，循环效率高，循环寿命长，安全性能高，价格低廉等优点。但是碳材料理论容量低，其比容量仅为200-400mAh/g，电位接近金属锂，充电时容易发生锂枝晶的析出，已经无法满足日益发展的电动设备对于锂离子电池高容量的需求。

截至目前，研究中的其他负极材料主要有硅基材料、合金类材料以及金属氧化物类负极材料。金属氧化物的放电平台普遍高于碳材料，可以在一定程度上抑制锂枝晶的产生，有利于提高电池安全性。Co₂AlO₄为金属氧化物其中的一种，它的理论容量远高于碳材料，但是作为负极材料在充放电过程中体积膨胀较大，且导电性差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法，在碳材料中嵌入Co₂AlO₄纳米颗粒或者在表面复合Co₂AlO₄纳米片，使得材料既有很高的容量，又有良好的导电性，同时体积膨胀也得到了抑制，循环性能良好，同时也是一种制备锂离子电池负极材料的高效方法。

现有技术中鲜有在碳材料中嵌入Co₂AlO₄纳米颗粒或者纳米片，是一种制备锂离子电池负极材料的高效方法，本发明的发明人经过创造性劳动发明Co₂AlO₄/C纳米纤维及制备方法，以及应用于锂离子电池负极材料所取得的显著效果。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法，在碳材料中嵌入Co₂AlO₄纳米颗粒或者在表面复合Co₂AlO₄纳米片，使得材料既有很高的容量，又有良好的导电性，同时体积膨胀也得到了抑制，循环性能良好，同时也是一种制备锂离子电池负极材料的高效方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S100、制备前驱体溶液；

S200、将步骤S100制备的前驱体溶液静电纺丝，制备含有钴、铝的高分子聚合物纳米纤维并将其干燥；

S300、将步骤S200干燥后的含有钴、铝的高分子聚合物纳米纤维进行热处理制得所述Co₂AlO₄/C纳米纤维。

本发明还提供了一种Co₂AlO₄/C纳米纤维的制备方法制得的Co₂AlO₄/C纳米纤维在锂离子电池负极材料中的应用。