[發明專利]鋰離子電池Ni?NiO/石墨烯復合負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710617081.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107611359A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 穆潔塵;張麗鵬;張宇飛;于作洋;于匯洋;王釗
• 申請（專利權）人: 山東理工大學;山東科源新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 袁曉玲

技術領域

本發明屬于電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池Ni-NiO/石墨烯復合負極材料的制備方法。

背景技術

納米氧化鎳(NiO)能夠和金屬鋰發生可逆的氧化還原反應，經多次充放電循環后仍保持較高的比容量和優良的循環性能，使其成為一種發展前景較好的新型鋰離子電池負極材料。國內外最近幾年才涉足NiO負極材料的研究并取得了一定成果，但進展較緩慢。

納米NiO粉體的制備方法主要有化學沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱合成法，不同方法制備的納米NiO粉體具有不同的結構、晶粒大小以及電化學性能。

化學沉淀法是早期研究主要采用的實驗方法：將鎳鹽與堿作用，生成的沉淀物作為制備NiO的前軀體，經過煅燒得到產物。Meyer M.,Bee A.,Talbot D.,et al.Journal of Colloid and Interface Science[J],2004,277(2):309-315.報道了將NH₃、CH₃NH₂、TMAOH等不同堿液與硝酸鎳80℃下反應6h，制備出片狀氫氧化鎳，并系統分析了不同堿液對產物尺寸和厚度的影響。Deng XY,Zhong Z.Materials Letters[J],2004,58,276-280.報道了通過氨水共沉淀法制備的NiO納米顆粒平均粒徑為9nm。Needham S A,Wang G X,Liu H K.J Power Sources[J],2006,159:254-257.報道了以NiCl₂和氨水為原料采用陽極氧化鋁為模板首先制備了Ni(OH)₂，然后經過350℃退火1h制備了長60μm、直徑200nm、壁厚23～30nm的NiO納米管。然而該方法制備的NiO納米管顆粒較大，循環過程中因Li⁺在NiO材料的嵌入/脫嵌過程中產生較大的應力，活性材料逐漸粉末化損失，從而導致比容量較低且循環性能較差。如在0.025～3.0V電壓范圍內，以0.025A/g的電流密度充放電，首次放電比容量為600mAh/g，20次循環后比容量為300mAh/g。

為了提高NiO的可逆容量，閆俊美,張靜,楊勇.電化學[J],2005,11(3):284-288.中報道以硝酸鎳、檸檬酸和乙醇為原料，濃硝酸調節pH值，在70℃時合成了穩定的溶膠和凝膠，然后在380℃退火2h獲得了純度高、粒徑分布均勻、顆粒較小的NiO，一般不大于10nm。在0～3V電壓范圍內，以0.05mA/cm²電流密度充放電，首次放電比容量達1195.1mAh/g，15次循環后可逆比容量仍在800mA/g以上，表現出良好的電化學性能。