[發(fā)明專利]一種高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810133652.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108264092B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳澤華;張波;邢寶林;陳興穎;張火利;曹建亮;孫廣;孟哈日巴拉;張傳祥;張戰(zhàn)營
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;B82Y40/00;H01M4/52;B82Y30/00;H01M10/0525
• 代理公司: 41125 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 張真真;張志軍

本發(fā)明公開了一種高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉的制備方法，具體步驟如下：（1）取硝酸亞鐵溶液，加入十二烷基苯磺酸鈉調節(jié)硝酸亞鐵溶液的pH=1.5~3.5，然后加入氫氧化鉀溶液，繼續(xù)攪拌10 h~13h；（2）將步驟（1）攪拌好的溶液轉入水熱反應釜中，加入十二烷基硫酸鈉調節(jié)溶液pH=8~10，進行水熱反應；（3）反應結束后，抽濾，干燥得到樣品，將樣品煅燒后得高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉。本發(fā)明制備的針狀的Fe₂O₃在用于鋰離子電池負極材料時，其獨特的結構對于在充放電過程中，縮短了離子的傳輸路徑，對于電池的循環(huán)性能有著極大的好處。

技術領域

本發(fā)明屬于新能源材料制備技術領域，具體涉及一種高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉的制備方法。

背景技術

氧化鐵（Fe₂O₃），一種n型半導體材料，其禁帶寬度較窄（2.2eV左右），具有良好耐候性、耐光性、無毒性和對紫外線具有良好的吸收和屏蔽作用，可廣泛應用于涂料、油墨、吸附、催化、氣敏和濕敏材料、電化學、生物醫(yī)學工程等領域。由于納米氧化鐵具有諸多的優(yōu)點和廣泛的應用前景，近年來國內外研究者對其投入了大量的研究，包括應用于鋰離子電池領域。通常認為擴散電阻、電導率、電荷傳遞電阻對LIB負極的電化學性能具有重要影響，使用納米尺寸的負極材料不僅可以降低鋰離子在電極體內的擴散長度，而且可以大大地增加表面反應活化位，因而，使用納米尺寸Fe₂O₃作為LIB的電極活性材料，將極大地降低負極反應的過電位，提高其倍率性能。我們所采用的就是減小氧化鐵的粒度，進而提高其電化學性能。通過以上方案制備的納米針葉狀的Fe₂O₃，直徑極小，能夠有效減短粒子傳輸路徑，增大粒子的傳輸速度，進而改善其比容量性能。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉的制備方法，這種材料具有極好的比容量性能，同其他同類材料相比，性能更加優(yōu)越。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉的制備方法，具體步驟如下：

（1）取硝酸亞鐵溶液，加入十二烷基苯磺酸鈉調節(jié)硝酸亞鐵溶液的pH=1.5 ~ 3.5，然后加入氫氧化鉀溶液，繼續(xù)攪拌10 h ~13h；

（2）將步驟（1）攪拌好的溶液轉入水熱反應釜中，加入十二烷基硫酸鈉調節(jié)溶液pH=8~10，進行水熱反應；

（3）反應結束后，抽濾，干燥得到樣品，將樣品煅燒后得高循環(huán)性能鋰離子電池負極材料Fe₂O₃納米針葉。

所述步驟（1）中硝酸亞鐵溶液的濃度為（3.5-4.6） mol/L，氫氧化鉀溶液的濃度為（4.2-5.7）mol/L，硝酸亞鐵溶液與氫氧化鉀溶液的體積比1:1-3。

所述步驟（2）中水熱反應的溫度為110℃~150℃，水熱反應的時間為3 h-5h；

所述步驟（3）中的煅燒溫度為300℃-400℃，煅燒時間為2h~6h。