2019101305724 一种铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN109888167A
(43)申请公布日2019.06.14
(21)申请号201910130572.4
(22)申请日2019.02.21
(71)申请人三峡大学
地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8
号
(72)发明人高林马腾辉杨学林
(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所
42103
代理人成钢
(51)Int.Cl.
H01M4/02(2006.01)
H01M4/36(2006.01)
H01M10/054(2010.01)
B82Y40/00(2011.01)

权利要求书1页说明书3页附图6页
(54)发明名称

一种铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子
负极材料的制备方法
(57)摘要

本发明涉及一种CuO-Cu2O复合阵列材料的
制备方法，属于二次电池材料领域。以泡沫铜作
为集流体和铜源，通过水热法对铜表面进行刻蚀
之后再对其进行煅烧，进而获得电化学性能优异

的CuO-Cu2O的复合阵列材料。具体是将泡沫铜基
底在反应前依次用去离子水、无水乙醇和HCl清
洗，去除泡沫铜基底表面油污以及氧化层；将过
硫酸铵和氢氧化钠依次溶于去离子水中，放入所
述的泡沫铜基底，再转入水热釜中，恒定温度下
反应6-8h；待反应产物自然冷却后将泡沫铜取
出，用去离子水洗涤后放在真空干燥，之后将其
在高温下煅烧得到最终产物。通过以上原位制备
方法可以获得高面积电容量和高循环稳定性的
铜基钠离子电池负极材料。
CN109888167A
CN109888167A权利要求书1/1页

1.一种铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特征在于，包括如下
步骤：
（1）泡沫铜基底在反应前依次用去离子水、无水乙醇和HCl清洗，去除泡沫铜基底表面
油污以及氧化层；
（2）将过硫酸铵和氢氧化钠依次溶于去离子水中，放入步骤（1）所述的泡沫铜基底，再
转入水热釜中，恒定温度下反应6-8h；
（3）待步骤（2）的反应产物自然冷却后将泡沫铜取出，用去离子水洗涤后放在真空干
燥，之后将其在高温下煅烧得到最终产物。

2.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特
征在于，过硫酸铵和氢氧化钠的摩尔比为0.038-0.042：1。

3.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特
征在于，所述的HCl溶液浓度为1-3M。

4.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特
征在于，步骤（2）中水热反应温度为120-150℃，水热反应时间为8-12h。

5.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特
征在于，步骤（3）中的煅烧是以升温速率为3-5℃/min，升温至300-350℃后烧结1-2h所得，

煅烧过程在N2气体保护下展开。

6.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特

征在于，所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列材料为纳米片状形貌，其在铜基底上的生长
厚度为2-5μm，纳米片长度为0.1-2μm，厚度为10-100nm。

7.根据权利要求1所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料制备方法，其特

征在于，所述的铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列材料具有多孔结构，孔径分布为0.5-500nm，
比表面积为2-50m2g-1。

2
CN109888167A说明书1/3页

一种铜基自支撑CuO-Cu2O复合阵列钠离子负极材料的制备
方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种CuO-Cu2O复合阵列材料的制备方法，属于钠离子电池领域。以泡
沫铜作为集流体和铜源，通过水热法对铜表面进行刻蚀之后再对其进行煅烧，进而获得电

化学性能优异的CuO-Cu2O的复合阵列材料。通过以上原位制备方法可以获得高面积电容量
和高循环稳定性的铜基钠离子电池负极材料。

背景技术

[0002]随着煤、石油、天然气等不可再生能源的日益枯竭以及过量CO2排放导致的温室效
应日趋严重，人们开始研究充分利用和存储绿色清洁太阳能的方法。锂离子电池自20世纪
90年代初被索尼公司首次商业化以来，已成为当前重要的储能设备，有望成为存储太阳能
的主要设备。然而锂在地球上的有限储量增加了锂离子电池的制造成本，限制了其进一步
大规模应用。钠与锂具有相似的化学性质，且储量丰富，是锂离子电池的重要替代者，然而
较差的能量密度和循环寿命限制了钠离子电池的发展。钠离子电池负极材料主要包括碳材
料、过渡金属氧化物、金属单质等。寻找合适的负极材料对于钠离子