CN107265491A - 原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种泡沫铜氧化物基的锂离子电池负极材料。通过添加少量的表面活性剂PVP在异丙醇溶液中，然后把泡沫铜放在溶液中160℃1h生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒，之后在惰性气氛下高温煅烧 Cu(OH)2(NO3)2转变成氧化铜，同时PVP在高温下分解成碳，还原生成的氧化铜，从而很简单的制备了氧化亚铜纳米棒。本发明制备的Cu2O纳米棒生长在泡沫铜上作为锂离子电池负极具有优异的循环稳定性和大倍率性能，在电流密度为1.5C时充放电循环100次后具有385.3mAh/g的容量。

Description

原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种泡沫铜氧化物基的锂离子电池负极材料。
背景技术
Cu2O是一种新型的p型半导体材料，具有活性的空穴-电子对和良好的催化活性，在涂料、红色玻璃、催化剂、锂离子电池等领域有着广泛的用途，而由于氧化铜具有很大的储量、无毒成本低而且形貌比较多样性等优点，被视为一种极具前景的储锂材料。但是，一方面传统电极在制备过程中会添加很多高分子聚合物作为粘结剂，而这些高分子聚合物导电性特别差，从而使整个电极的导电性能降低，另一方面加入的高分子有机聚合物和导电炭黑减小了整个电极的体积能量密度，从而影响大倍率性能和实际中的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泡沫铜氧化物基的锂离子电池负极材料。本发明采用简单的溶剂法和后期的煅烧，合成了一种Cu2O纳米棒自支持生长在泡沫铜基底上，其作为锂离子电池负极具有优异的循环稳定性和大倍率性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
所述锂离子负极材料的制备方法是通过添加少量的表面活性剂PVP在异丙醇溶液中，然后把泡沫铜放在溶液中160℃1h生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒，之后在惰性气氛下高温煅烧Cu(OH)2(NO3)2转变成氧化铜，同时PVP在高温下分解成碳，还原生成的氧化铜，从而很简单的制备了氧化亚铜纳米棒。
具体步骤为：
（1）称取0.05g表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮PVP(分子量=58000)溶于30ml异丙醇溶液中，搅拌溶解30分钟；
（2）将1.5*3cm泡沫铜置于步骤（1）溶液中，在160℃下反应1h，生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒；
（3）将Cu(OH)2(NO3)2纳米棒用乙醇溶液清洗3到4次，然后在70℃真空烘箱中干燥12h.然后在惰性气氛氩气下进行450℃2h高温煅烧。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明制备的Cu2O纳米棒生长在泡沫铜上作为锂离子电池负极具有优异的循环稳定性和大倍率性能，在电流密度为1.5C时充放电循环100次后具有385.3mAh/g的容量。
（2）本发明提供了Cu2O纳米棒生长在泡沫铜的简单合成方法，该材料合成方法简单，重现性好，储锂性能优异。
附图说明
图1为泡沫铜上生长的Cu2O纳米棒的XRD图。
图2为泡沫铜上生长的Cu2O纳米棒的扫描电镜图。
图3为泡沫铜上生长的Cu2O纳米棒的电化学性能图。
图4为泡沫铜上生长的Cu2O纳米棒的循环稳定曲线图。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
具体步骤为：
（1）称取表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮0.05gPVP(分子量=58000)溶于30ml异丙醇溶液中，搅拌溶解30分钟；
（2）将1.5*3cm泡沫铜置于步骤（1）溶液中，在160℃下反应1h，生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒；
（3）将Cu(OH)2(NO3)2纳米棒用乙醇溶液清洗3到4次，然后在70℃真空烘箱中干燥12h.然后在惰性气氛氩气下进行450℃2h高温煅烧。
锂电池组装：把泡沫铜上原位生长的氧化铜做工作电极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiPF6的EC+DMC+EMC (EC/DMC/EMC=1/1/1 v/v) 溶液。以CR2025型扣式电池作为测试载体。所有组装均在具有惰性气氛保护的手套箱中进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：通过将聚乙烯吡咯烷酮PVP溶于异丙醇溶液中，记为溶液A，然后把泡沫铜放在溶液A中160℃1h生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒，再在惰性气氛下高温煅烧 Cu(OH)2(NO3)2转变成氧化铜，同时PVP在高温下分解成碳，来还原生成的氧化铜，从而得到氧化亚铜纳米棒。
2.根据权利要求1所述的原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
具体步骤为：
（1）称取0.05g表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮PVP溶于30ml异丙醇溶液中，搅拌溶解30分钟；
（2）将1.5*3cm泡沫铜置于步骤（1）溶液中，在160℃下反应1h，生长 Cu(OH)2(NO3)2纳米棒；
（3）将Cu(OH)2(NO3)2纳米棒用乙醇溶液清洗3到4次，然后在70℃真空烘箱中干燥12h，然后在氩气惰性气氛下进行高温煅烧。
3.根据权利要求2所述的原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中PVP的分子量为58000。
4.根据权利要求2所述的原位生长氧化亚铜纳米棒锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的高温煅烧是在450℃下煅烧2h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713279A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 江西正拓新能源科技股份有限公司 泡沫铜氧化物基的锂离子电池负极材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

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