[發明專利]一種鋰離子電池MnO/MgO復合負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010626906.X
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111924864A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 文衍宣;楊洋;龍云飛;蘇靜;呂小艷
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C01F5/06
• 分類號: C01F5/06;C01G45/02;H01M4/50;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發明提供一種鋰離子電池MnO/MgO復合負極材料及其制備方法，包括如下步驟：將錳鹽和鎂鹽共同與沉淀劑草酸鹽或碳酸鹽在水或有機溶劑中于10?200℃反應0.5?24h，得到草酸鹽或碳酸鹽前驅體，其中錳鹽和鎂鹽的總摩爾數與沉淀劑摩爾數的比例為1.1?2.4；將前驅體在惰性氣氛中于400?700℃反應1?12h得到Mn_1?xMg_xO固溶體，其中x＝0.0?0.10；將制備的Mn_1?xMg_xO固溶體與粘接劑PPALi和導電劑乙炔黑按照公知的方法制備Mn_1?xMg_xO電極片，將Mn_1?XMg_xO電極片與鋰片或含鋰的正極材料組成電池，電池在0.2C的電流下通過電化學鋰化/去鋰化反應得到MnO/MgO復合材料。本發明提供鋰離子電池MnO/MgO復合負極材料的制備方法，使用該方法制備的復合材料，具有較高的比容量和電化學循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池負極材料技術領域，尤其涉及一種MnO/MgO復合負極材料的制備方法。

背景技術

鋰離子電池不僅是移動電話、筆記本電腦、攝像機等便攜式電子產品的主流電源，而且也是電動汽車和電力儲能系統首選的動力與儲能電池，應用前景廣闊。碳材料是目前商品鋰離子電池的主流負極材料，但它的比容量、倍率性能和安全性能還不能滿足動力和耗能電池的要求。因此，新型負極材料的研究開發則是鋰離子動力和儲能電池亟待解決的一個重要課題。

自Poizot報道過渡金屬氧化物可用作鋰離子電池負極材料以來，這類負極材料就引起了廣泛的關注。其中，MnO比容量高(理論容量756mAh·g^-1，是石墨的2倍)、密度大(5.43g·cm^-3)、電動勢低(1.032V Vs.Li⁺/Li)、資源豐富、環境友好，是一種極具應用前景的負極材料。但電導率低、充放電過程中體積變化大、首次庫倫效率低限制了它的實際應用。這也是其實際應用必須要解決的問題。

解決此問題的途徑之一是合成納米尺寸MnO與導電基底的納米復合材料，縮短離子和電子的傳輸路徑，提高活性材料的利用率和倍率性能。為了提高MnO負極材料的性能，人們研究了納米MnO復合負極材料合成方法，如公開文獻報道了一些相關的文獻，經檢索部分摘錄如下：

(1)申請(專利)號CN201911209852.0，名稱一步法合成多孔MnO/C微球用于超級電容器電極材料，申請(專利權)人，吉林化工學院，地址，吉林省吉林市龍潭區承德街45號，主要公開了一種用于超級電容器電極材料的碳負載氧化錳的制備方法，針對實施例1附圖2中的產物形貌，所得的MnO/C電極材料是具有許多納米顆粒包覆構成的多孔微球結構，構成多孔微球結構的納米微球直徑約為2.5um，電化學測試結果表明，在電流密度為0.1A·g^-1時，單電極的比容量達到104.9mAh·g^-1，當電流密度為1A·g^-1時，經過500次循環充放電，電極比容量的保持率為96.4％。