[发明专利]一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法

说明书

本发明提供一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法，包括如下步骤：第一步：将镁盐、铜盐和磺酸盐溶于乙醇溶液中，磁力搅拌至全部溶解形成蓝色溶液，标记为溶液A；第二步：向上述溶液中加入碱金属碱溶液，其中使镁盐、铜盐、磺酸盐和碱金属碱的摩尔量比为：1：1：2：2，标记为溶液B；第三步：将溶液B转入反应釜中，160～180℃反应36～48h，自然冷却至室温；第四步：将蓝色产物经过离心，60～80℃烘箱干燥，得最终产物镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料。本发明利用碱根诱导辅助溶剂热法制备镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料。这种制备方式方法简单，工艺条件容易实现，能量消耗低，且制备无污染。

技术领域

本发明涉及镁电池技术领域，具体为一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，全球能源资源的短缺与人们对能源的需求量日益增加的矛盾越来越尖锐。开发具有高能量密度的电池体系成为当前电源系统的主要目标。虽然具有比能量高和环境友好等特点的锂离子电池已经广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式移动电器，以及电动自行车和电动汽车的动力电源。但是由于锂离子电池的安全性一直没有好好的解决，锂离子电池作为动力电池的应用依然还存在很多工作要做。

作为地球上储量最丰富的轻金属元素之一的镁，由于其良好的物化性能被广泛应用于很多领域。现在对于二次镁电池的研究很多，都是基于二次锂离子电池之上的。由于在元素周期表中镁和锂处于对角线位置，除了它们具有类似的原子半径和化学性质之外，镁的熔点(648.8℃)比锂的熔点(180.5℃)要高的多，也没有锂的金属活动性强，所以安全性上二次镁电池要更好。虽然质量比容量没有锂(3862mAh/g)那么高，但也相当可观(2205mAh/g)。而且我国镁资源极其丰富，镁价格上要远远低于锂,而且镁对环境友好，所以二次镁电池越来越受到人们的关注。

镁铜羟基硫酸盐常用作宽能带间隙的半导体，作为镁离子电池正极材料，该材料被认为是一种具有前途的镁离子正极材料。然而镁铜羟基硫酸盐在循环过程中容易发生团聚、结构坍塌和粉化，导致材料的电化学性能差。为此，我们提供了一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法，来解决上述内容存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法，本发明利用碱根诱导辅助溶剂热法制备镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料。该结构具有较大的比表面积，进而可以提高材料的电化学性能。解决了在镁离子电池循环过程中比容量衰减相对较快电化学性能相对较差的问题。并且制备方法简单，工艺条件容易实现，能量消耗低，且制备无污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料的制备方法，包括如下步骤，

第一步：将镁盐、铜盐和磺酸盐溶于乙醇溶液中，磁力搅拌至全部溶解形成蓝色溶液，标记为溶液A；

第二步：向上述溶液中加入碱金属碱溶液，其中使镁盐、铜盐、磺酸盐和碱金属碱的摩尔量比为：1：1：2：2，标记为溶液B；

第三步：将溶液B转入反应釜中，160～180℃反应36～48h，自然冷却至室温；

第四步：将蓝色产物经过离心，60～80℃烘箱干燥，得最终产物镁铜羟基硫酸盐纳米花状材料。

优选的，所述第一步中，镁盐是醋酸镁、柠檬酸镁或甲酸镁中的一种或其组合。

优选的，所述第一步中，铜盐是醋酸铜、柠檬酸铜或甲酸铜中的一种或其组合。

优选的，所述第一步中，磺酸盐是十二烷基磺酸钠、磺酸钠或丁二酸二辛酯磺酸钠中的一种或其组合。

优选的，所述第二步中，碱金属碱是氢氧化钾或氢氧化钠中的一种或其组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：