[發(fā)明專利]動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410427176.5
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104332625A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建新;丁昭郡;姚斌;馮小鈺;路婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/62
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，由氮摻碳包覆鐵酸鈷納米顆粒形成，所述負(fù)極材料的粒徑為20～50nm,氮摻碳厚度為2.5～3.5nm，其中CoFe₂O₄、FeCo、Co、N摻C的含量分別為65.2、19.7、4.6和10.54wt％。

2.如權(quán)利要求1所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述氮摻碳厚度為3nm。

3.如權(quán)利要求1所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將150～200目的鐵酸鈷粉末，置于高壓反應(yīng)釜中，滴加有機(jī)碳源浸潤粉末，所述鐵酸鈷粉末質(zhì)量與有機(jī)碳源的體積比為(0.5～2.0)：(0.1～1.5)，所述有機(jī)碳源為吡咯、吡啶、噻吩中的一種或者一種以上以任意比例混合；

(2)將反應(yīng)釜密封后置于電阻爐中，450～600℃條件下保溫4～8h；

(3)待爐子冷卻后，清洗產(chǎn)物，得到納米級鐵酸鈷～氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料。

4.如權(quán)利要求3所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中500℃條件下保溫6h。

5.如權(quán)利要求3所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中用乙醇清洗產(chǎn)物。

6.如權(quán)利要求3所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述鐵酸鈷粉末的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鈷源和鐵源溶于水中，其中鈷離子的濃度為0.1～1M，鐵離子的濃度為0.2～2M，所述鈷源為氯化鈷、硫酸鈷、乙酸鈷中的一種或一種以上以任意比例混合，所述鐵源為氯化鐵、硝酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵胺、氯化亞鐵中的一種或一種以上以任意比例混合；

(2)在步驟1)的溶液中加入等體積的堿性鈉溶液反應(yīng)后，用水清洗所得沉淀，將沉淀置于在40～60℃干燥15～30h，所述堿性鈉為碳酸鈉、氫氧化鈉、乙酸鈉中的一種或一種以上以任意比例混合，所述堿性鈉溶液的濃度為0.8～9M；

(3)將干燥后的上述沉淀置于馬弗爐中，在350～600℃條件下保持4～8h，得到黑色塊狀鐵酸鈷；

(4)將所得鐵酸鈷研磨過篩，得到鐵酸鈷粉末。

7.如權(quán)利要求6所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)具體為：邊攪拌邊在步驟1)所得溶液中逐滴加入等體積的堿性鈉溶液，劇烈攪拌5～15min后，用水抽濾清洗所得沉淀，然后在50℃干燥所得沉淀24h。

8.如權(quán)利要求6所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中在450℃條件下保持6h。

9.如權(quán)利要求6或7所述的動力鋰電池用鐵酸鈷-氮摻碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述水為去離子水。