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竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的制备方法及应用

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成果类型:
专利
发明/设计人:
卿彦;吴义强;李蕾;姜丽丽;张振;...
申请/专利权人:
中南林业科技大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-12-27
申请/专利号:
CN201911376737.2
公开时间:
2020-05-15
公开号:
CN111153448A
主申请人地址:
410000 湖南省长沙市韶山南路498号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将竹/木基纳米纤维素悬浮液、过渡金属盐和尿素搅拌溶解混合后进行水热反应,得到竹/木基纳米纤维素/过渡金属氧化物水凝胶; (2)将步骤(1)得到的竹/木基纳米纤维素/过渡金属氧化物水凝胶进行冷冻、真空冷冻干燥处理,得到竹/木基纳米纤维素/过渡金属氧化物气凝胶; (3)将步骤(2)得到的竹/木基纳米纤维素/过渡金属氧化物气凝胶在保护性气氛下高温热解处理,得到过渡金属/碳气凝胶; (4)将步骤(3)得到的过渡金属/碳气凝胶在空气中低温煅烧氧化处理,得到竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料。 2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述竹/木基纳米纤维素悬浮液的浓度为0.4~0.6wt%。 3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述竹/木基纳米纤维素与过渡金属盐的质量比为1:(2~4)。 4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述尿素与过渡金属盐的摩尔比为(1:1)~(6:1)。 5.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述过渡金属盐中的金属为钴、铁和锰盐中的至少一种。 6.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述水热反应时,控制反应温度为110~130℃,反应时间为6~8h。 7.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述冷冻时,控制冷冻温度为-50~-40℃,冷冻时间6~8h;所述真空冷冻干燥时,在-50~-40℃真空下干燥24~30h。 8.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述高温热解处理时,控制温度为700~800℃,时间为1~2h,氮气流速为0.15~0.2L/min。 9.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述低温煅烧氧化处理时,控制温度为280~300℃,时间为2~4h。 10.一种如权利要求1~9中任一项竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的应用,其特征在于,将所述竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料用于制备过渡金属电池电极片,所述过渡金属电池电极片的制备方法包括以下步骤: (1)将所述竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料与乙炔黑按质量比8:1混合后研磨得到混合粉末; (2)按步骤(1)中得到的混合粉末与PVDF质量比9:1称取PVDF,PVDF经NMP完全溶解后加入步骤(1)中得到的混合粉末,搅拌得到过渡金属电池电极材料; (3)将步骤(2)中得到的过渡金属电池电极材料涂抹在碳纸上并在真空下干燥,即得到过渡金属电池电极片,控制干燥温度为80~100℃,时间为10~12h。
摘要:
本发明公开了一种竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将竹/木基纳米纤维素悬浮液、过渡金属盐和尿素搅拌溶解混合后进行水热反应,得到水凝胶;(2)将水凝胶进行冷冻、真空冷冻干燥处理,得到气凝胶;(3)将气凝胶高温热解处理,得到过渡金属/碳气凝胶;(4)将过渡金属/碳气凝胶在空气中低温煅烧氧化处理,得到竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料。本发明提供一种竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的应用。本发明中,竹/木基纳米纤维素限域过渡金属氧化物电极材料的结构形貌和尺寸可以精准调控,可制备出具有良好结构形貌和尺寸的电极...

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