CN105244487A - 水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4电池材料的方法 - Google Patents

水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4电池材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的是利用水热法合成复合结构ZnCo2O4/Fe3O4空心的纳米球的方法，该方法合成出的样品形貌新颖，粒径尺寸均一，能大大提高循环性性能。该方法具有工艺简单、生产效率高、原料廉价易得、反应条件温和、能耗低等优点具有广阔的应用前景，同时对今后设计高容量高性能的锂离子电池负极材料提供了很有意义的理论依据。

Description

水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4电池材料的方法
技术领域
本发明属于水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的方法。
背景技术
对于锂离子电池负极材料，目前商用的碳负极材料存在比容量低（理论容量为372mAhg-1）、安全性能欠佳等问题。因此，如何用低电压、可嵌锂的化合物替代目前所用的碳材料，以提高锂离子电池的能量密度和安全性能是现在研究的热点。MO(M=Co,Ni,Cu,Fe)过渡金属氧化物作为锂离子电池负极材料具有较高的容量和较好的循环性能，这为新型锂离子电池负极材料的研究开辟了一个新的方向。
本发明提供的是利用水热法合成复合结构ZnCo2O4/Fe3O4空心的纳米球，形貌新颖，粒径尺寸均一，能大大提高循环性性能。该方法具有工艺简单、生产效率高、原料廉价易得、反应条件温和、能耗低等优点具有广阔的应用前景，同时对今后设计高容量高性能的锂离子电池负极材料提供了很有意义的理论依据。
发明内容
本发明的目的是水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料。
本发明的技术方案如下：
取无水三氯化铁溶解在乙二醇中，之后加入乙酸钠,聚乙二醇4000，溶解完全。装入4个12mL规格的反应釜中，180度恒温18h，得到160nm的磁性Fe3O4纳米球。
将Zn(CH3COO)2·2H2O和Co(NO3)2·6H2O溶解于20mL的去离子水中，搅拌使其充分溶解，然后向混合溶液中加入浓NH3·H2O搅拌至完全溶解。
最后将一定量的Fe3O4加入到上述混合溶液中，超声15min并转入40mL的反应釜中，在180度的条件下反应24小时，取出自然冷却，用无水乙醇和蒸馏水离心分离数次，空气中干燥6h即制得空心的ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料。
附图说明
图1是Fe3O4纳米球的SEM图。
图2是ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料TEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案及效果作进一步描述。但是，所使用的具体方法、配方和说明并不是对本发明的限制。
实例1：将0.811g无水三氯化铁溶解在40mL乙二醇中，形成均一的溶液后，加入3.6g乙酸钠,1.0g聚乙二醇4000，溶解完全。装入4个12mL规格的反应釜中，180度恒温18h，得到160nm的磁性Fe3O4纳米球。
将0.5mmolZn(CH3COO)2·2H2O和1mmolCo(NO3)2·6H2O溶解于20mL的去离子水中，搅拌使其充分溶解，然后向混合溶液中加入7mL浓NH3·H2O搅拌至完全溶解。
最后将5mg的Fe3O4加入到上述混合溶液中，超声15min并转入40mL的反应釜中，在180度的条件下反应24小时，取出自然冷却，用无水乙醇和蒸馏水离心分离数次，空气中干燥6h即制得空心的ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料。

Claims (4)

1.水热法制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的方法如下：
（1）取无水三氯化铁溶解在乙二醇中，之后加入乙酸钠,聚乙二醇4000，溶解完全后装入4个12mL规格的反应釜中，180度恒温18h，得到160nm的磁性Fe3O4纳米球；
（2）将Zn(CH3COO)2·2H2O和Co(NO3)2·6H2O溶解于20mL的去离子水中，搅拌使其充分溶解，然后向混合溶液中加入浓NH3·H2O搅拌至完全溶解；
（3）最后将一定量的Fe3O4加入到上述混合溶液中，超声15min并转入40mL的反应釜中，在180度的条件下反应24小时，取出自然冷却，用无水乙醇和蒸馏水离心分离数次，空气中干燥6h即制得空心的ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料。
2.根据权利要求1所述的制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料方法，其特征是首先参考文献合成160nm的磁性Fe3O4纳米球。
3.根据权利要求1所述的制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料方法，其特征是加入一定量的Fe3O4后要超声15分钟。
4.根据权利要求1所述的制备ZnCo2O4/Fe3O4负极电池材料的材料方法，其特征是所获得的产物用电子显微镜观测，其形貌直径在300-350nm左右的空心纳米球。
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