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[發明專利]一種制備大功率動力電池負極材料的方法有效

專利信息
申請號: 201711446686.7 申請日: 2017-12-27
公開(公告)號: CN108328657B 公開(公告)日: 2020-08-04
發明(設計)人: 田文杰;王小慶;曲洋;李輝;李冬;是凡;蔡娜 申請(專利權)人: 洛陽理工學院
主分類號: C01G49/00 分類號: C01G49/00;H01M4/58;H01M10/0525
代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120 代理人: 炊萬庭
地址: 471000 河南省洛*** 國省代碼: 河南;41
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 制備 大功率 動力電池 負極 材料 方法
【說明書】:

發明涉及一種制備大功率動力電池負極材料的方法,包括以下步驟:一、在去離子水中加入六亞甲基四胺,用HCl調溶液pH≤7,得溶液A;二、向溶液A中加入聚乙二醇,得溶液B;三、向溶液B中加入FeCl2·4H2O,得溶液C;四、將溶液C轉移至聚四氟乙烯內襯水熱反應釜中,控制熱反應釜的填充度為70~80%,反應溫度為150~180℃,反應時間為12~18h,經水熱反應得到水熱合成產物D;五、將水熱合成產物D經分離、洗滌、烘干和研磨后得電池負極材料。本發明以FeCl2·4H2O為鐵源、聚乙二醇為模板、六亞甲基四胺為沉淀劑,采用水熱法制備介孔FeCO3材料,工藝流程簡單,可制得比表面積大,介孔通道有序的介孔FeCO3納米材料,可用作大功率動力電池的負極材料。

技術領域

本發明涉及電極材料技術領域,具體涉及一種制備大功率動力電池負極材料的方法。

背景技術

由于新能源汽車所需大功率動力電池的迫切需要,以及鋰離子動力電池目前存在價格和安全性等瓶頸問題,鋰離子動力電池關鍵材料正面臨著新的挑戰。目前鋰離子電池負極材料以石墨化碳材料為主,但是碳材料在首次放電過程中生成的SEI膜,會造成不可逆容量損失,有時還會導致碳電極內部結構的變化和電接觸不良;高溫時可能會因保護層的分解,導致電池失效或引起安全性問題;同時石墨負極的單位體積容量相對較低,難于滿足諸如電動汽車、風能太陽能儲能、智能電網能量儲存與轉化等領域高能量密度電池的要求。因此,研發高容量和高性價比的負極材料刻不容緩。

“轉化型”負極材料碳酸亞鐵作為新型的鋰離子電池負極材料,與目前商品化的石墨負極相比,其具有較高的理論容量,廣泛的適用性,良好的穩定性等等優點。同時,當鋰離子嵌入到碳酸亞鐵中時,反應所得到的Li2CO3比其嵌入到傳統的金屬氧化物中反應所得的Li20穩定,使得碳酸亞鐵能夠保持高電流密度的持續充放電。如何制備比表面積大,介孔通道多且有序的介孔碳酸亞鐵負極材料是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足,提供一種制備大功率動力電池負極材料的方法,能夠制得比表面積大,介孔通道多的FeCO3納米材料,用作大功率動力電池的負極材料。

本發明為解決上述技術問題的不足,所采用的技術方案是:一種制備大功率動力電池負極材料的方法,包括以下步驟:

一、磁力攪拌下,在去離子水中加入六亞甲基四胺,用HCl調溶液pH≤7,避免FeCl2·4H2O加入形成氫氧化物沉淀,得溶液A;

二、向溶液A中加入聚乙二醇,混合均勻后得溶液B;

三、向溶液B中加入FeCl2·4H2O,攪拌至完全溶解得溶液C;

四、將溶液C轉移至聚四氟乙烯內襯水熱反應釜中,控制熱反應釜的填充度為70~80%,水熱反應溫度為150~180℃,水熱反應時間為12~18h,經水熱反應得到水熱合成產物D;

五、將水熱合成產物D經分離、洗滌、烘干和研磨后得電池負極材料。

作為本發明一種制備大功率動力電池負極材料的方法的進一步優化:所述聚乙二醇的聚合度為600-20000,聚乙二醇加入量為步驟一中去離子水重量的1/5~1/4。

作為本發明一種制備大功率動力電池負極材料的方法的進一步優化:所述FeCl2·4H2O的加入量為步驟一中去離子水重量的1/50~1/25。

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