[發(fā)明專利]一種負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510545415.1
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105161682B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 何建新;連艷平;譚衛(wèi)琳;韓啟明;王利丹;丁彬;崔世忠
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M10/0525
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,張真真

1.一種負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料，其特征在于：它由碳包覆的四氧化三鐵納米粒子在取向的碳微管束中組裝而成，碳/四氧化三鐵的質量之比為1: 2-8，所述的負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料的制備方法，按以下步驟進行：

（1）將樹木切成直徑為10-20mm厚度為2-10mm的薄片，利用蒸餾水和乙醇洗滌3次并在60℃條件下烘干，將烘干后的樹木薄片按照浴比1: 5-20放入由Na₂CO₃、Na₂S、NaOH、蒽醌和蒸餾水組成的蒸煮液中，在150-200℃高溫蒸煮2h，室溫冷卻后，用蒸餾水洗滌并于80℃條件下烘干；

（2）將Fe(NO₃)₃和蔗糖放入蒸餾水中得到Fe(NO₃)₃和蔗糖的混合溶液，F(xiàn)e(NO₃)₃的濃度為50-150mg/ml，蔗糖的濃度10-50mg/ml，將Fe(NO₃)₃和蔗糖的混合溶液和步驟（1）中制備的樹木薄片置于反應釜中，在150-200℃條件下反應10-15h，室溫冷卻后，用蒸餾水和乙醇洗滌幾次，在-55-0℃條件下冷干；

（3）將步驟（2）中經水熱處理得到的樹木薄片置于碳化爐中，在氮氣/氬氣氣氛下在500-1000℃條件下處理2-5h，升溫速率為1-10℃/min，得到碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束；

（4）將步驟（3）中所得樹木微管束利用粘結劑聚偏氟乙烯粘貼在銅箔上，粘結劑與碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束的質量比為1:5-20，在120℃條件下干燥2h，直接用作鋰電池電極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料，其特征在于： 所述碳微管束的孔徑為10-20μm，負載的四氧化三鐵納米粒子的尺寸為15-30nm。

3.根據(jù)權利要求1所述的負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料，其特征在于：所述步驟（1）中所述的蒸煮液中Na₂CO₃、Na₂S、NaOH、蒽醌的質量比為10:50-80:10-30:0.1。

4.根據(jù)權利要求1所述的負載碳包覆四氧化三鐵納米粒子的取向碳微管束鋰電池負極材料，其特征在于：所述步驟（2）中所述的樹木、Fe(NO₃)₃和蔗糖的混合溶液的質量比為10:1-5。