一种非化学计量比钴锌复合氧化物及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种非化学计量比的钴锌复合氧化物及其制备方法和应用。制备方法如下：以钴盐、锌盐作为金属源，采用常温液相沉淀法合成得到Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体，然后将得到的复合前驱体加入到刻蚀剂中溶解少量Zn(OH)₂，最后经高温煅烧后得到非化学计量比的钴锌复合氧化物。本发明制得的非化学计量比的钴锌复合氧化物为单一纯相的立方晶型ZnCo₂O₄，并将其用作锂离子电池负极材料，电化学性能测试结果显示，在0.4A/g的条件下，循环100次后，充电比容量仍保持在650mAh/g左右；材料结构中存在少量锌元素的空位与缺陷，便于锂离子的嵌入与脱出，显著提升了材料的倍率性能和循环稳定性。

主权项

一种非化学计量比钴锌复合氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钴盐、锌盐和分散剂加入到亲水溶剂中混合均匀得到混合溶液，然后将该混合溶液与沉淀剂进行常温混合搅拌反应，反应过程通过pH调节剂控制体系的pH值，反应结束后得到的产物进行离心、洗涤和干燥，得到Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体，所述混合溶液中锌与钴的摩尔比为1:2；(2)将步骤(1)得到的Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体加入到刻蚀剂中进行常温浸泡，经洗涤、干燥后，得到非化学计量比组分的Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体；其中，所述刻蚀剂选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种，刻蚀剂的摩尔浓度为1mol/L～2mol/L；以刻蚀剂的体积计算，Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体的加入量为4g/L～6g/L，浸泡时间为10～20分钟；(3)将步骤(2)得到的非化学计量比组分的Co(OH)₂和Zn(OH)₂复合前驱体进行煅烧，得到的粉体材料即为所述的非化学计量比钴锌复合氧化物。