[發(fā)明專利]一種鋰離子電池的電極材料及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710946829.4 | 申請(qǐng)日： | 2017-10-12 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107742716B | 公開（公告）日： | 2020-04-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 林春富;樓曉鳴;符慶豐;陳擁軍 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 海南大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/48 | 分類號(hào)： | H01M4/48;H01M4/36;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218 | 代理人： | 李桂存 |
| 地址： | 570228 *** | 國(guó)省代碼： | 海南;46 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 電極 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于電化學(xué)、材料化學(xué)和化學(xué)電源產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋰離子電池的電極材料及其制備方法。本發(fā)明所提供的電極材料的化學(xué)式為MNb11O29，所述M為Al，Ga或Cr。本發(fā)明提供的電極材料作為鋰離子電池負(fù)極材料，具有理論比容量高、安全性能高、可逆比容量高、庫(kù)侖效率高和循環(huán)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供的制備方法合成工藝簡(jiǎn)單，適用于電動(dòng)汽車等大功率器件充放電，在鋰離子電池領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明為M?Nb?O材料用于鋰離子電池負(fù)極材料提供了更多的選擇，在鋰離子電池用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，加速了電動(dòng)汽車的推廣。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電化學(xué)、材料化學(xué)和化學(xué)電源產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種二次鋰離子電池的電極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
由于具有高的能量輸出、高的轉(zhuǎn)換效率、長(zhǎng)的存儲(chǔ)壽命等優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池被公認(rèn)為可以用作電動(dòng)汽車的非常有前途的能源。作為傳統(tǒng)的商業(yè)化負(fù)極材料，石墨具有高的比容量（理論上372 mAh g-1），另外，成本低，循環(huán)壽命長(zhǎng)等也是其優(yōu)點(diǎn)。然而，它的工作電位很低，在第一次放電到1V以下后，電解液開始分解，在負(fù)極表面形成一層固體電解質(zhì)界面膜。在大倍率充放電時(shí)，固體電解質(zhì)界面膜易導(dǎo)致金屬鋰在碳電極表面析出而形成枝晶，鋰枝晶的存在可能導(dǎo)致電池的短路，進(jìn)而帶來嚴(yán)重的安全隱患。此外石墨的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)低，導(dǎo)致了它差的倍率性能。這些問題都阻礙了石墨在高性能鋰離子電池中的應(yīng)用。因此，開發(fā)具有良好電化學(xué)性能的負(fù)極材料是十分必要的，具體包括高的安全性、可逆比容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
在眾多負(fù)極材料中，M-Ti-O化合物材料被做了廣泛的研究，因?yàn)樗鼈兙哂邪踩墓ぷ麟娢唬═i3+ / Ti4+），從而抑制電解液的還原和鋰枝晶的形成。其中，“零應(yīng)變”Li4Ti5O12材料是被研究最廣泛的M-Ti-O負(fù)極材料。Li4Ti5O12經(jīng)過改性后可以具有安全、穩(wěn)定、快速充放電的優(yōu)點(diǎn)，但其固有的低的理論容量（只有175 mAh g-1）限制了它的應(yīng)用。
為了解決這個(gè)問題，M-Nb-O負(fù)極材料被進(jìn)行了研究用來作為M-Ti-O負(fù)極材料的替代材料。與M-Ti-O材料比較，M-Nb-O材料同樣具有安全的工作電位（Nb3+ / Nb4+和Nb4+ / Nb5+）。由于Nb3+和Nb5+之間有兩個(gè)電子的轉(zhuǎn)移，M-Nb-O材料具有較高的理論容量。此外，M-Nb-O材料相比于Li4Ti5O12具有更開放的空間結(jié)構(gòu)，更有利于鋰離子的傳導(dǎo)，因此M-Nb-O材料具有更好的電化學(xué)性能。然而，到目前為止被開發(fā)的M-Nb-O負(fù)極材料十分有限，主要為Ti-Nb-O負(fù)極材料。因此，探索更多的具有良好的電化學(xué)性能的M-Nb-O負(fù)極材料來用于鋰離子電池是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中極少M(fèi)-Nb-O材料用于鋰離子電池的情況，本發(fā)明的目的在于提供一種新的二次鋰離子電池的電極材料，旨在解決只有少數(shù)M-Nb-O材料可供選擇作為鋰離子電池負(fù)極材料而導(dǎo)致電動(dòng)汽車不能推廣的問題。
本發(fā)明還提供了一種二次鋰離子電池的電極材料的制備方法。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：
本發(fā)明提供了一種鋰離子電池的電極材料，所述電極材料的化學(xué)式為MNb11O29，所述M為Al，Ga或Cr。
本發(fā)明還提供了一種上述電極材料的制備方法，包括固相反應(yīng)法或靜電紡絲法；
所述固相反應(yīng)法包括以下步驟：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于海南大學(xué)，未經(jīng)海南大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710946829.4/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
