[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811581630.7 | 申請日： | 2018-12-24 |
| 公開（公告）號： | CN109713266B | 公開（公告）日： | 2021-07-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王新;張俊凡 | 申請（專利權(quán)）人： | 肇慶市華師大光電產(chǎn)業(yè)研究院 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 天津市尚文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12222 | 代理人： | 高文迪 |
| 地址： | 526060 廣東省肇慶市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 負(fù)極 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于鋰離子電池的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種新型鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法。該材料為ZIF67、ZIF8和氧化石墨烯三者形成的復(fù)合材料。該材料為ZIF67、ZIF8和氧化石墨烯三者通過水熱復(fù)合形成的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，克服了現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池負(fù)極材料充放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性差，電極材料易發(fā)生粉碎的缺陷，提高了鋰離子電池的電化學(xué)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種新型鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
當(dāng)今人類社會(huì)主要的能源來源途徑依然是化石能源等不可再生能源，但是隨著全球人口的急劇膨脹和人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，這種不可再生的，并且伴有嚴(yán)重環(huán)境污染的非綠色能源即將被歷史淘汰，而開發(fā)出更加環(huán)境友好的，可靠性更高的二次綠色能源就成為了人們迫在眉睫需要解決的一個(gè)重大能源問題。當(dāng)前人們所開發(fā)并成功利用的主流二次能源包括風(fēng)能，太陽能，原子核能等，但無一例外，這些能源的儲存與利用都需要與之相匹配的能源儲存裝置配合才能完成，因此具有大比能量，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)的鋰離子二次電池成為了人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。
最經(jīng)典的鋰離子電池由四部分組成，正極，負(fù)極，電解液，隔膜。正極和負(fù)極通常是鈷酸鋰和石墨，電解液采用含有鋰離子的有機(jī)溶液（溶劑通常是有機(jī)醚類化合物），隔膜是起隔離作用的高分子多孔聚合物材料。當(dāng)電池正常充電工作時(shí)，鈷酸鋰正極材料中的鋰離子脫嵌而出，經(jīng)過隔膜到達(dá)負(fù)極材料石墨的層狀結(jié)構(gòu)中，而在外電路中，電子由正極移動(dòng)到負(fù)極。相反的，放電過程的離子和電子流向均與充電過程不同。
金屬有機(jī)框架（MOFs）是金屬離子與有機(jī)配體通過配位鍵形成的一種新型材料，它是一種具有周期性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多孔材料，不同的中心金屬離子與不同的有機(jī)配位化合物通過自組裝作用可以形成大量的不同類型和形貌的MOF 材料。這種多孔材料中存在許多互相連接的孔道，具有相當(dāng)高的孔容和比表面積，被認(rèn)為是一種理想的氣體分離與儲存材料。與傳統(tǒng)的多孔材料相比較，這種新型 MOF材料具有很多的優(yōu)點(diǎn)：（1）種類繁多：金屬離子和有機(jī)配體的選擇多種多樣，不同組合的類型多達(dá)上萬種；（2）功能性強(qiáng)：不同的金屬離子與有機(jī)配體相組合可以合成出不同功能的 MOF 材料；（3）比表面積高，孔隙率大：據(jù)報(bào)道最高的MOFs 材料比表面積可達(dá) 10000 m2 g–1以上，是以往的傳統(tǒng)多孔材料所無法比擬的；（4）孔徑尺寸可調(diào)控：MOF 材料孔道的大小與有機(jī)連接體的種類和長度密切相關(guān)。這些優(yōu)點(diǎn)使得金屬有機(jī)框架（MOFs）材料在氣體儲存與分離、催化、傳感器和能源等各個(gè)領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。
但是由于金屬有機(jī)框架的低導(dǎo)電性限制了其在電池領(lǐng)域的應(yīng)用，因此亟待解決該問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對當(dāng)前鋰離子電池負(fù)極材料技術(shù)的不足而提供一種高比容量的鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法，該材料為ZIF67、ZIF8和氧化石墨烯三者通過水熱復(fù)合形成的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，克服了現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池負(fù)極材料充放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性差，電極材料易發(fā)生粉碎的缺陷，提高了鋰離子電池的電化學(xué)性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種新型鋰離子電池負(fù)極材料為ZIF67、ZIF8和氧化石墨烯三者
形成的復(fù)合材料。
所述材料具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
所述材料為ZIF67、ZIF8和氧化石墨烯三者通過水熱復(fù)合形成的。
所述材料中按照質(zhì)量比ZIF67：ZIF8：氧化石墨烯為1:1:100～400。
一種所述新型鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟：（1）制備ZIF67；（2）
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