[發明專利]一種高性能鋰離子電池負極Bi2WO6/C復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610077248.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105552353B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張林森;王力臻;劉放美;李丹丹;岳凌宇;張果;孔華杰
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/583;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

本發明涉及一種高性能鋰離子電池用的負極Bi₂WO₆/C復合材料及其制備方法。所述負極Bi₂WO₆/C復合材料是C包覆在類球形Bi₂WO₆顆粒上。所述制備方法是Bi(NO₃)₃·5H₂O為鉍源，Na₂WO₄·2H₂O為鎢源，兩者共同加入到乙二醇和乙醇混合溶液中，然后加入尿素和葡萄糖。最后將混合液轉移到水熱反應釜中進行反應，將產物進行分離洗滌和干燥得到Bi₂WO₆/C復合材料。通過本發明制備的Bi₂WO₆/C復合材料具有電化學容量高、循環穩定性好、倍率性能優異等特點，具制備過程工藝簡單、重現性好，易于產業化。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高性能鋰離子電池負極Bi₂WO₆/C復合材料及其制備方法。

背景技術

目前，鋰離子電池所采用的負極材料一般都是碳素材料，如石墨、軟碳、硬碳等，雖然碳負極材料具有某些優良的特性，但也存在明顯的缺點，如軟碳首次充放電不可逆容量高、無明顯的充放電平臺；硬碳首次充放電效率低，無明顯的首次充放電平臺以及因含雜質H而引起的很大的電位滯后等。通常，鋰在碳材料中形成的化合物的理論表達式為LiC₆，按化學計量的理論比容量只有372 mAh/g，而且它的密度也比較小，導致其體積比容量很低。此外，當充放電電位達到0 V或更低時，石墨電極上會有鋰沉積出來產生枝晶，可能會刺透隔膜，導致電池正負極短路，因而存在安全隱患。所以研究高的比容量、安全性能好的負極材料，是鋰離子電池技術發展、特別是新型動力鋰離子電池發展的必然趨勢。與碳材料相比，Bi₂WO₆作為鋰離子電池的負極材料具有高的比容量，使其作為新一代鋰離子電池負極材料具有很大的發展潛力，但Bi₂WO₆導電性較差，同時Bi₂WO₆在鋰離子嵌入/脫出過程中，伴隨著體積的膨脹/收縮，體積形變大，顆粒容易粉化，影響了循環壽命。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種高性能鋰離子電池負極Bi₂WO₆/C復合材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現：

本發明涉及一種鋰離子電池負極Bi₂WO₆/C復合材料，所述復合材料包括類球形Bi₂WO₆以及均勻包覆在該類球形Bi₂WO₆外部的C包覆層，所述Bi₂WO₆的平均粒徑為100nm~3000nm，C含量為0.5~10%。Bi₂WO₆/C復合材料粒徑越小電化學活性越高，但小于100nm以后，材料容易團聚，影響電池的電極涂布過程；復合材料粒徑越大電化學活性越低，因此不宜過大，粒徑要小于3000nm。C含量小于0.5%以后，Bi₂WO₆/C復合材料的導電性較差，同時，C對Bi₂WO₆體積膨脹的抑制效果較差；C含量大于10%以后，Bi₂WO₆/C復合材料的中Bi₂WO₆含量降低，Bi₂WO₆/C復合材料比容量下降。