[發明專利]一種納米Fe2O3/CoS-AC負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811067334.5
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109256549A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 劉新;卓士創;張永偉
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M4/58;H01M10/0525;B82Y30/00
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本發明公開了一種納米Fe₂O₃/CoS?AC負極材料的制備方法，以六水合硝酸鈷、活性炭、KMnO₄等為主要原材料，并引入Fe₃O₄/SiO₂/NiO₂復合材料，通過物理復配、化學合成制備出高比容量及高倍率性能的鋰電池負極材料。本發明制備的新型負極材料相比于傳統的電極材料，由于引入了鐵錳鈷氧化物，能夠在充放電時作為有效緩沖介質削弱體積變化的負面效應，提高負極材料實際比容量和倍率性能。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池負極材料的制備方法。

背景技術

隨著電動汽車和電子設備的快速發展與應用，人們對高容量、長壽命電池的需求日益增加鋰離子電池因具有高電壓、無記憶效應、無污染、長壽命、小體積等優點，被稱為最有前途的化學電源，但在其實際應用和發展中仍存在安全、性能和成本等方面的問題。目前，商業化的負極材料主要是以石墨為主的傳統炭材料，根據結構特性，其可分為三大類：石墨、易石墨化炭（軟炭）和難石墨化炭（硬炭）。然而，石墨類負極材料的理論比容量較低（372mAh/g），倍率性能有限，遠不能滿足電動交通工具和下一代可移動電子設備的需求。另外，我國天然石墨雖然儲量較大，但存在的分布不均勻、純度低、開采加工成本高等問題，使其價格居高不下。因此，迫切需要開發一種綠色環保、經濟可行的鋰離子電池負極替代材料。本發明以六水合硝酸鈷、活性炭、KMnO₄等為主要原材料，制備了一種新型鋰離子電池負極材料，可有效提高鋰離子電池的電化學性能。

發明內容

本發明公開了一種納米Fe₂O₃/CoS-AC負極材料的制備方法，主要解決了目前市場上傳統的鋰離子電池比容量低、循環性能差等問題。

一種納米Fe₂O₃/CoS-AC負極材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

1）向裝有攪拌器、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中加入6~54重量份的六水合硝酸鈷，200重量份75%的乙醇溶液，并加入2重量份活性炭，150rmp條件下磁力攪拌30min，加入1重量份硫脲，10~42重量份的Fe₃O₄/SiO₂/NiO₂復合材料，超聲分散處理該混合物30min，將溶液轉移至聚四氟乙烯反應釜中160℃反應24h，之后自然冷卻至室溫，用200重量份無水乙醇和200重量份去離子水對反應后液體進行洗滌，在60℃真空干燥箱中烘干12 h，制備得到黑色粉體，備用；

2）稱取上述黑色粉體50重量份，與2重量份NaOH、20重量份無水乙醇、18重量份油酸充分混合，60℃下攪拌2h，緩慢加入1重量份KMnO₄和120重量份去離子水，60℃下攪拌2h后離心，用180重量份純水和180重量份無水乙醇分別洗滌3次，在105℃下干燥6h，然后置于空氣氣氛中、800℃下焙燒2h，得到納米Fe₂O₃/CoS-AC負極材料。

所述Fe₃O₄/SiO₂/NiO₂復合材料的制備方法為：