[发明专利]一种四氧化三钴多孔纤维材料的制备方法及用途

摘要

本发明公开了一种四氧化三钴多孔纤维材料及其制备方法与用途。所述纤维材料由钴盐、均苯三甲酸和L‑谷氨酸制备而成；制备方法是：将溶解在乙醇或甲醇中的均苯三甲酸溶液加入到钴盐和L‑谷氨酸的混合水溶液中搅拌24～36小时；通过离心分离并用乙醇和去离子水先后洗涤沉淀3次，得到钴基金属有机骨架纤维；将钴基金属有机骨架纤维置于管式炉中，在空气气氛保护下以1～6℃/min的速率升温到550～600℃并保持2～6小时，之后自然冷却至室温，得到四氧化三钴多孔纤维材料。本发明的四氧化三钴多孔纤维材料应用于锂离子电池，不仅能改善锂电池的首次库伦效率(82.9％)和循环寿命(循环50次后，容量保持率为85.9％)，而且工艺简单、重现性好、易于实施，适合大规模生产。

主权项

1.一种四氧化三钴多孔纤维材料，其特征在于，由钴盐、均苯三甲酸和L‑谷氨酸制备而成；其中，所述钴盐和L‑谷氨酸的质量比为(1～2)：1；所述钴盐在水中的浓度为6.362～9.254g/L；所述均苯三甲酸在醇中的浓度为6.362～11.652g/L；所述均苯三甲酸与钴盐的质量比为(1～1.5)：1；所述钴盐的前驱体是乙酸钴、氯化钴和硝酸钴中的一种或任意质量比的多种混合物；溶解均苯三甲酸的溶剂为乙醇或甲醇中的一种或乙醇和甲醇任意质量比的混合物；并通过以下步骤制成：(1)将钴盐和L‑谷氨酸加入到去离子水中搅拌直至全部溶解；所述钴盐和L‑谷氨酸的混合水溶液中，钴盐和L‑谷氨酸的质量比为(1～2)：1；钴盐在水中的浓度为6.362～9.254g/L；(2)将均苯三甲酸加入到乙醇或甲醇中搅拌直至均苯三甲酸全部溶解；所述均苯三甲酸在醇中的浓度为6.362～11.652g/L；均苯三甲酸与钴盐的质量之比为1：1～1.5：1；(3)将步骤(2)中的均苯三甲酸醇溶液加入到步骤(1)的钴盐和L‑谷氨酸的混合水溶液中搅拌24～36小时；以4000～6000r/min的转速进行离心分离；用乙醇和去离子水先后洗涤3次，然后将沉淀在60～80℃条件下真空干燥12～36小时，得钴基金属有机骨架纤维；(4)将步骤(3)中的钴基金属有机骨架纤维置于管式炉中，并向管式炉中通入空气，在空气气氛保护下以1～6℃/min的速率升温到550～600℃并保持2～6小时，之后自然冷却至室温，得到四氧化三钴多孔纤维材料。