[發明專利]一種鋰位銀銅鉻共摻雜協同氮硫摻雜碳包覆改性鈦酸鋇鋰負極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710223533.X
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106876692B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 楊科;舒杰;吳瑤瑤;羅明賀;張延玉
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/587;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/1391
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種鋰位銀銅鉻共摻雜協同氮硫摻雜碳包覆改性鈦酸鋇鋰負極材料，其特征在于包括以下步驟：取硝酸鋇、硝酸鋰、硝酸銀、硝酸銅、硝酸鉻、納米二氧化鈦、石墨烯球磨混合，接著將所得的粉末在馬弗爐中進行燒結，先在550℃恒溫4小時進行預燒以分解鹽類，接著在950℃燒結12小時，自然冷卻到室溫即可得到鋰位銀銅鉻共摻雜鈦酸鋇鋰。接下來，將所得的鋰位銀銅鉻共摻雜鈦酸鋇鋰放入瓷舟并置于管式氣氛爐中，然后將盛放硫脲的另一個瓷舟也放入管式氣氛爐，并置于氣流的上游處，用氬氣作為保護氣，在600℃處理1小時，自然冷卻到室溫后，取出產物并研磨成粉，所得產物即為鋰位銀銅鉻共摻雜協同氮硫摻雜碳包覆改性鈦酸鋇鋰負極材料。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池的鈦酸鋇鋰負極材料，尤其是涉及一種鋰位銀銅鉻共摻雜協同氮硫摻雜碳包覆改性鈦酸鋇鋰負極材料的制備方法。

背景技術

近年來我國相繼出臺新能源汽車支持政策，體現了國家對新能源汽車特別是電動汽車發展的重視。然而，我國大部分電動汽車配備的都是鉛酸電池，這類電池比能量低、壽命短，往往使用一年之后電池就需要報廢更新，并且電池中所含的鉛、鎘等重金屬和硫酸對環境有嚴重危害性，而且這類電池的回收技術難度大，目前的回收工作處于停滯狀態。因此，需要發展新型動力電池。

在各類化學動力電源之中，動力鋰電池因其具有高工作電位、高比能量和循環壽命長等優點而被認為是最有發展潛力的新型能源儲存裝置，目前已逐步替代鉛酸電池作為電動汽車的動力源。雖然鋰離子電池的保護電路已經比較成熟，但對于動力電池而言，要真正保證安全，負極材料的選擇十分關鍵。目前商用鋰離子電池的負極材料大多為碳材料，而碳材料的嵌鋰電位接近金屬鋰，當電池過充電時，金屬鋰可能在碳負極表面產生枝晶，從而刺穿隔膜導致電池短路。鈦酸鹽基材料具有較高的嵌鋰電位可以有效避免金屬鋰的析出，且在高溫下具有一定的吸氧功能，因而具有明顯的安全性特征，被認為是代替石墨作為鋰離子電池負極材料的理想選擇。其中Li₄Ti₅O₁₂是成功商業化的鈦系負極材料，其最大的優點在于脫嵌鋰過程中體積無變化，循環性能好，在充放電過程中不易形成鋰枝晶，安全性高。但是，相對較低的鋰離子擴散速率、低的導電性及理論容量都制約了Li₄Ti₅O₁₂更為廣泛的應用；另外，相對較高的電壓平臺(1.55 V)，明顯降低了Li₄Ti₅O₁₂作為負極的全電池電壓，進而降低了電池的能量密度。因此，很有必要開發可靠的電位平臺較低的新型鈦酸鹽負極材料。