四氧化三钴-石墨烯-碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种四氧化三钴-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备方法。该制备方法对设备要求低、工艺简单、易实现大规模生产。通过将氧化石墨与氢氧化钴及碳纳米管超声混合得到悬浮液，再在缓慢加热的情况下氧化石墨烯还原为石墨烯，氢氧化钴热解为四氧化三钴，得到四氧化三钴-石墨烯-碳纳米管复合材料，四氧化三钴纳米及碳纳米管均匀分散在石墨烯的片层结构中，由于石墨烯和碳纳米管具有较高的电导率，且碳纳米管长径较长，可以有效克服单纯的四氧化三钴作电极材料时循环性能和倍率性能差的问题，且四氧化三钴的储能电位较高，用作电极材料时不易生成锂枝晶，制作的锂离子电池的循环性能和稳定好。

主权项

一种四氧化三钴‑石墨烯‑碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化石墨加入水中，经超声分散后制得氧化石墨的悬浮液；向所述氧化石墨的悬浮液中加入氢氧化钴，超声混合均匀并使氧化石墨剥离成氧化石墨烯，再加入碳纳米管，超声混合均匀，得到的氢氧化钴‑氧化石墨烯‑碳纳米管悬浮液，其中，氧化石墨、氢氧化钴与碳纳米管的质量比为10:4～20:1～10；对所述氢氧化钴‑氧化石墨烯‑碳纳米管悬浮液进行过滤处理，干燥后得到氢氧化钴‑氧化石墨烯‑碳纳米管复合材料；将所述氢氧化钴‑氧化石墨烯‑碳纳米管复合材料置于保护性气体氛围中，以15～25℃/分钟的加热速率加热至500～700℃，并在最终温度下保持0.5～2小时，使氧化石墨烯热还原为石墨烯并使氢氧化钴分解为四氧化三钴，得到所述四氧化三钴‑石墨烯‑碳纳米管复合材料。