一种过渡金属氧化物包覆碳纤维负载金属纳米粒子的具有多级纳米结构的复合电极材料

摘要

一种负载过渡金属纳米粒子和过渡金属氧化物的具有多级纳米结构的碳纤维复合电极材料CNF@M_xO_y@M₁，属于锂电池制备技术领域。其是通过用海藻酸钠包覆聚丙烯腈纤维(PAN)，通过将其与过渡金属离子的配位反应生成PAN‑过渡金属海藻酸盐前驱体，通过控制加热温度在惰性气体保护下灼烧可获得具有沟槽结构的CNF@M_xO_y复合材料，通过与金属粉球磨得到具有多级纳米结构的复合电极材料。本发明具有制备成本低廉、大量制备、比容量高、循环稳定性好、不易分解等优点。如在200mA充放电条件下经过100个循环后比容量仍可达542.8mAhg^‑1。其中，M代表过渡金属，为Sn、Fe、Co、Ni、Mn或Zn，x为1～3的整数，y为1～4的整数，M₁为Fe、Co或Ni。