【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能材料，具体公开一种nix-copyoz纳米材料及制备方法、应用。
技术介绍
0、技术背景
1、基于锂离子插层传统锂离子电池的能量密度约320wh/kg，已经无法满足各新兴领域对锂电池能量密度的需求。因此以高能量密度著称的锂电池作为最具潜力的电池体系再次引起了研究人员的广泛关注。在所有锂电池中无负极锂金属电池可以将全电池能量密度推向极致，超过450wh/kg，被视为高能量密度锂金属电池的终极选择。然而，相比含有负极材料的锂电池，无负极锂金属电池失去了负极宿主材料的保护或来自负极侧的锂补偿，在循环过程中任何不可逆的活性锂损失都会直接体现在电池容量的损失上，导致电池较低的容量保持率。
2、因此，如何在无金属负极的集流体上构建超亲锂或者与锂结合能较高的材料至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提出一种nix-copyoz纳米薄膜材料的制备及其应用。该薄膜材料通过辐射-加热制备，具有卓越的亲锂和较高的与锂结合能，有效提升了电池的比能量和长循环性能。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种nix-copyoz纳米材料的制备方法，ni代表镍金属元素，co代表钴元素，p代表磷元素，o代表氧元素，其中x、y、z代表元素比，具体包括如下步骤：
4、s1导电基材前处理：将导电基材在盐酸溶液、水、乙醇中分别超声交替洗涤若干次；洗涤完后进行真空干燥，得到处理后的导电基材；
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6、s2将镍盐、钴盐和次磷酸盐溶于醇溶液中并通入惰性气体，将步骤s1处理后的导电基材悬挂与溶液中并密封；
7、所述镍盐1～4质量份，钴盐2～8质量份，次磷酸盐2～8质量份，醇溶液的浓度为10～50％，溶质的浓度为0.1～0.5g/ml；
8、s3：使用γ射线或电子束对步骤s2得到含有导电基材的混合溶液进行辐照；
9、吸收剂量率为10～500gy/min，吸收剂量为50～400kgy；
10、s4：将步骤s3得到的基材用水、乙醇交替洗涤若干次后干燥后得到产物；
11、s5：将步骤s4干燥后的产物置于惰性气氛中，升温至200～1000℃并恒温1～5个小时，停止加热后，保持惰性气氛自然冷却至室温，得到nix-copyoz纳米材料。
12、优选地，所述步骤s1中，导电基材的厚度不超过0.5μm，hcl的浓度为0.5～9mol/l，所采用的超声功率为80～100w，真空干燥温度为50～70℃。
13、优选地，所述步骤s2中，镍盐、钴盐和次磷酸盐分别为六水氯化镍、六水氯化钴和一水次磷酸二氢钠。
14、优选地，所述步骤s3中，混合溶液的γ射线产生的辐射源为60co源或137cs源；电子束由电子加速器产生，能量0.1～10mev。
15、优选地，所述步骤s4中，干燥温度为30～70℃。
16、优选地，所述步骤s5中，升温速率为2～20℃/min。
17、优选地，所述步骤s1、s5中，所述惰性气体选自高纯氮气或高纯氩气。
18、优选地，所述0.8<x<1.3,0.8<y<1.2，0.1<z<0.2。
19、第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述方法合成的nix-copyoz纳米材料。
20、第三方面，本专利技术提供一种第二方面所述的nix-copyoz纳米材料用于无负极锂金属电池阳极的应用。所述锂电池以nix-copyoz纳米薄膜材料为阳极，锂片或者石墨为阴极，隔膜采用celgard2035，组装成电池。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
22、本专利技术通过伽马射线辐射还原和热处理的方法，在导电基材上调控生长nix-copyoz纳米薄膜材料，并将该导电基材上纳米薄膜材料作为锂金属电池的负极集流体应用于高比能的无负极锂金属电池。在集流体上研制的nix-copyoz纳米薄膜材料在锂离子电池领域具有独特的应用优势和广阔的应用前景，其技术优势主要体现在无金属负极的集流体上构建超亲锂或者与锂结合能较高的金属元素掺杂nix-copyoz纳米薄膜材料可以使金属锂均匀沉积到集流体上，可进一步提高电池容量和循环稳定性。
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1.一种Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，Ni代表镍金属元素，Co代表钴元素，P代表磷元素，O代表氧元素，其中x、y、z代表元素比，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，导电基材的面积为20×50mm，HCl的浓度为0.5～9mol/L，所采用的超声功率为80～100W，真空干燥温度为50～70℃。
3.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，镍盐、钴盐和次磷酸盐分别为六水氯化镍、六水氯化钴和一水次磷酸二氢钠。
4.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，混合溶液的γ射线产生的辐射源为60Co源或137Cs源；电子束由电子加速器产生，能量0.1～10MeV。
5.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，干燥温度为30～70℃。
6.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法
7.根据权利要求1所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1、S5中，所述惰性气体选高纯氮气或高纯氩气。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的Nix-CoPyOz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述0.8<x<1.3,0.8<y<1.2，0.1<z<0.2。
9.一种权利要求1～8中任意一项所述方法合成的Nix-CoPyOz纳米材料。
10.一种权利要求9所述Nix-CoPyOz纳米材料用于无负极锂金属电池阳极的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种nix-copyoz纳米材料的制备方法，其特征在于，ni代表镍金属元素，co代表钴元素，p代表磷元素，o代表氧元素，其中x、y、z代表元素比，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的nix-copyoz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，导电基材的面积为20×50mm，hcl的浓度为0.5～9mol/l，所采用的超声功率为80～100w，真空干燥温度为50～70℃。
3.根据权利要求1所述的nix-copyoz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，镍盐、钴盐和次磷酸盐分别为六水氯化镍、六水氯化钴和一水次磷酸二氢钠。
4.根据权利要求1所述的nix-copyoz纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，混合溶液的γ射线产生的辐射源为60co源或137cs源；电子束由电子加速器产生，能量0.1～10mev。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈熙邦，张泽宇，邱景义，张佳宁，吕俊宏，黄文琦，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院防化研究院，
类型：发明
国别省市：
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