[發(fā)明專利]一種鋰離子電池電極材料及制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010801219.7 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-11 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112038594A | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-12-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賈潤(rùn)萍;段延捷;黃志雄;徐小威;史繼超;吳丹丹 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/36 | 分類號(hào)： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 上海申匯專利代理有限公司 31001 | 代理人： | 吳寶根;徐俊 |
| 地址： | 200235 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說(shuō)明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 電極 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種超快合成的Mn1?xCoxCO3/GO鋰離子電池電極材料及其制備方法其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)算，其制備所用原料包含：錳鹽28～36份；鈷鹽4～12份；沉淀劑90～145份；去離子水25份；石墨烯8份；乙醇8份；通過(guò)微波水熱的方法將一種單相結(jié)混合過(guò)渡金屬碳化物和石墨烯復(fù)合，由此制備的負(fù)極材料上具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以縮短鋰離子的擴(kuò)散路徑，增加活性材料的儲(chǔ)鋰活性位置。本發(fā)明形貌均一、粒徑較小，能量密度高，循環(huán)性能優(yōu)異，耗時(shí)短，且工藝簡(jiǎn)單、操作方便，可廣泛應(yīng)用于鋰離子電池電極材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明具體涉及一種超快合成的Mn1-xCoxCO3/GO鋰離子電池電極材料及其制備方法，屬于鋰離子電池電極材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鋰離子電池是一種二次電池，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。隨著便攜式器件的迅速發(fā)展，人們對(duì)于鋰離子電池的容量、循環(huán)壽命以及倍率性能方面提出了更高的要求，而目前商業(yè)化的鋰離子電池主要采用石墨類負(fù)極材料，其較低的比容量(372mAh/g)極大地限制了鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。
過(guò)渡金屬碳酸鹽較低的離子/電子傳輸速率和脫嵌鋰過(guò)程中產(chǎn)生的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致其較差的循環(huán)性能和倍率性能，將兩種金屬元素進(jìn)行復(fù)合，形成具有單相結(jié)構(gòu)的混合過(guò)渡金屬碳酸鹽(AxB1-xCO3,A,B＝Co,Ni,Zn,Mn,Fe)可以提高材料的儲(chǔ)鋰性能，但是其較低的循環(huán)壽命仍無(wú)法滿足人們的需求，將混合過(guò)渡金屬碳酸鹽設(shè)計(jì)成多孔的微球或微粒結(jié)構(gòu)，并將其與石墨烯進(jìn)行復(fù)合是解決上述問(wèn)題的策略之一。
此外，傳統(tǒng)過(guò)渡金屬碳酸鹽的合成方法主要采用水熱法，制備時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要12h以上，時(shí)間和能量利用率較低。本文采用微波水熱的方法來(lái)完成只需要半小時(shí)，相比傳統(tǒng)的方法更加快捷高效，因此發(fā)展一種成本低、制備快捷、性能高的鋰離子電池負(fù)極材料具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：傳統(tǒng)的過(guò)渡金屬碳酸鹽在合成方法以及時(shí)間和能量利用率較低等技術(shù)問(wèn)題，以及鋰離子電池現(xiàn)有循環(huán)壽命以及倍率性能方面的不足等問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池電極材料，其特征在于，原料包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分：
優(yōu)選地，所述的錳鹽為硫酸錳四水合物、乙酸錳四水合物、氯化錳四水合物和硝酸錳四水合物中的任意一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述的鈷鹽為硫酸鈷七水合物、乙酸鈷四水合物、氯化鈷六水合物和硝酸鈷六水合物中的任意一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述的沉淀劑為碳酸二甲酯、草酸二甲酯和尿素中的任意一種或兩種以上。
本發(fā)明還提供了上述鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1)：將錳鹽和鈷鹽加入到去離子水中，通過(guò)不斷攪拌得到澄清的溶液，隨后，將該溶液與氧化石墨烯懸浮液超聲混合，混合均勻后，加入沉淀劑；
步驟2)：將步驟1)所得溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)容器后密封，放入微波水熱機(jī)中，200℃下保溫30min，自然冷卻后，用去離子水漂洗2次，乙醇漂洗1次，最后真空干燥，得到Mn1-xCoxCO3/GO鋰離子電池電極材料。
優(yōu)選地，所述步驟1)中氧化石墨烯懸浮液的濃度為1mg/mL。
優(yōu)選地，所述步驟2)中微波水熱機(jī)填充的體積分?jǐn)?shù)為50％。
優(yōu)選地，所述步驟2)中真空干燥的工藝參數(shù)為：80℃，12h。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，未經(jīng)上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010801219.7/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
