[發明專利]一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811047785.2
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109119620A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 沈學如
• 申請（專利權）人: 澳洋集團有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/58;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發明公開了一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法，包括：(1)將一定量粒徑為0.01～0.1μm的碳納米管加入體積比為2:1的乙二醇和去離子水的混合液中，超聲分散2～3h，得到碳納米管懸浮液；(2)向上述碳納米管懸浮液中加入摩爾比為1:2的鋅鹽和鐵鹽，攪拌均勻，再加入一定量的檸檬酸，磁力攪拌2～5h，置于150～200℃的聚四氟乙烯反應釜中恒溫12～36h，停止反應；(3)將步驟(2)中的反應產物真空抽濾，洗滌，于70～90℃的條件下干燥10～15h，冷卻后球磨，再置于空氣氣氛下的馬弗爐中升溫至580～620℃并燒結2～5h，得到鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料。本發明中的方法制得的鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料具有導電性能佳、比容量高、循環性能好的優點。

技術領域

本發明涉及鋰電池材料技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法。

背景技術

環境污染和能源危機等問題的日益突出，使得可持續發展新能源的開發和低碳社會的建設成為當務之急。鋰離子電池作為一種綠色、新型、高能電池備受關注，被廣泛應用于便攜式電子產品、電動汽車和儲能設備等方面。鋰離子電池負極材料的性能對整個電池的性能影響很大，負極材料容量和穩定性的提升對整個電池性能的提升至關重要。

電動汽車和大規模儲能系統的發展，為鋰離子電池行業提供了良好的發展機遇和廣闊的發展空間，也對鋰離子電池的性能提出了更高的要求，開發出性能優異的鋰離子電池電極材料是提高鋰離子電池性能的一個重要因素。要求負極材料應具備容量大、充放電循環特性良好、放電電壓平穩、不可逆容量損失小及對電解液穩定等性能。傳統的負極材料一般都是碳素材料，如石墨、軟碳、硬碳等。這類負極材料已經不能滿足社會對高品質鋰離子電池的需求，開發新型的負極材料成為鋰離子電池研究的一個熱點領域。

為此，有必要針對上述問題，提出一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法，其能夠解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料的制備方法，包括：

(1)將一定量粒徑為0.01～0.1μm的碳納米管加入體積比為2:1的乙二醇和去離子水的混合液中，超聲分散2～3h，得到碳納米管懸浮液；

(2)向上述碳納米管懸浮液中加入摩爾比為1:2的鋅鹽和鐵鹽，攪拌均勻，再加入一定量的檸檬酸，磁力攪拌2～5h，置于150～200℃的聚四氟乙烯反應釜中恒溫12～36h，停止反應；

(3)將步驟(2)中的反應產物真空抽濾，洗滌，于70～90℃的條件下干燥10～15h，冷卻后球磨，再置于空氣氣氛下的馬弗爐中升溫至580～620℃并燒結2～5h，得到鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料。

優選的，步驟(1)中，超聲功率為1000～1500W。

優選的，步驟(1)中，所述碳納米管懸浮液的質量分數為20～30％。

優選的，步驟(2)中，所述鋅鹽選自氯化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅，所述鐵鹽選自氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵。

優選的，步驟(2)中，所述檸檬酸與所述鋅鹽的摩爾比為8～12:1。

優選的，步驟(3)中，升溫速率為5℃/min。

優選的，步驟(3)中，球磨過程采用干法球磨的方式，球磨速率為700～900r/min。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明中的方法制得的鋰離子電池用碳摻雜鐵酸鋅負極材料具有導電性能佳、比容量高、循環性能好的優點。

具體實施方式