[發明專利]一種用于鋰離子電池的納米復合異質結構電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410700124.0
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104377354A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 張佳楠;王凱熙;許群;郭少軍
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/139;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;張智偉

1.一種用于鋰離子電池的納米復合異質結構電極材料，其特征在于：該材料分子式為Fe₃C-Fe₃O₄/C，結構為核殼結構，形狀為梭形，并且以C為殼，以Fe₃O₄為核心，Fe₃O₄核心被Fe₃C層包裹。

2.一種制備如權利要求1所述的用于鋰離子電池的納米復合異質結構電極材料的方法，其特征在于按以下步驟進行：

（1）制備Fe₂O₃@RF核殼結構納米粒子：首先，配制NaH₂PO₄和FeCl₃濃度分別為0.0004-0.0005?mol/L和0.019-0.021?mol/L的混合溶液，于92-98℃攪拌反應50-70?min，隨后在102-108℃水熱條件下靜置反應45-50?h，分離，獲得Fe₂O₃納米粒子；然后，取Fe₂O₃納米粒子14-15?mg分散在1.8-2.2?mL水、1.8-2.2?mL無水乙醇和9-11?μL濃氨水組成的混合液中，混勻后，加入酚醛樹脂前驅體，再次混勻后，將混合液在90-160℃水熱條件下靜置反應12-48?h，分離，獲得沉淀物，洗滌、干燥得Fe₂O₃@RF核殼結構納米粒子；

（2）碳化：將步驟（1）獲得的Fe₂O₃@RF核殼結構納米粒子在惰性氣氛下升溫至520-580℃碳化180-300?min，將獲得的產物分散到無水乙醇中，靜置，取上層乙醇懸浮液，分離、干燥，即得Fe₃C-Fe₃O₄/C。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述酚醛樹脂前驅體為間苯二酚和甲醛。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：以物質的量比計，Fe₂O₃︰間苯二酚=1︰（0.5-5），間苯二酚︰甲醛=1︰（2-5）。

5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣氛為氬氣或氮氣氣氛，惰性氣氛流量為50-100sccm。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：以0.5-2℃/min的升溫速率升溫至碳化溫度。

7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：靜置1-3h。

8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟（1）和（2）中：離心分離時，離心轉速為9000-10000?rpm、離心時間為5-20?min；在50-80℃下干燥。