[發明專利]一種梭狀鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710620342.7
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107611425B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 蔣仲杰;程思
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/583
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種梭狀鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將富馬酸溶解于二甲基甲酰胺中，攪拌混勻，得到分散液；

（2）向步驟（1）所得分散液中加入鐵金屬鹽和鋅金屬鹽，攪拌均勻，得到混合液；所述富馬酸與金屬鹽中金屬離子的摩爾比為2.66:1、5.33:1、10.67:1或21.33:1，其中金屬鹽包括鐵金屬鹽和鋅金屬鹽；

（3）將步驟（2）所得混合液轉入水熱反應釜中，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中水熱反應，然后冷卻至室溫，離心洗滌后干燥；

（4）將步驟（3）干燥后獲得的粉末放入瓷舟，再放入管式爐中，在氮氣氣氛下退火反應，待降到室溫后即得到梭狀鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述富馬酸的使用量為4-32mmol。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述的鐵金屬鹽和鋅金屬鹽的加入量控制在Fe與Zn的摩爾比為（1.5～3）：（0.75～1.5）。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述的鐵金屬鹽為硝酸鐵和三氯化鐵中的一種；所述的鋅金屬鹽為硝酸鋅和乙酸鋅中的一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）所述水熱反應的溫度為100～150 ℃，時間為10-12小時。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）所述離心洗滌是指先用無水乙醇洗滌2-3次，再用二甲基甲酰胺洗滌1-2次，最后使用無水乙醇洗滌2-3次。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述退火反應的溫度為500~600℃，時間為1-2小時。

8.由權利要求1-7任一項所述的方法制得的一種梭狀結構鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料，其特征在于，該納米復合負極材料中鐵酸鋅的含量為60-90 wt%。

9.根據權利要求8所述的一種梭狀結構鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料，其特征在于，該納米復合負極材料中鐵酸鋅二級納米顆粒的粒徑為200~900 nm。

10.權利要求9所述的一種梭狀鐵酸鋅/碳鋰離子電池納米復合負極材料在制備鋰離子電池中的應用。