[發(fā)明專利]一種多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3 在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010885835.5 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-28 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111977701A | 公開（公告）日： | 2020-11-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊永鳳 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 貴港益樂(lè)科技發(fā)展有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C01G49/08 | 分類號(hào)： | C01G49/08;C01B32/205;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 537100 廣西壯族自治區(qū)貴港*** | 國(guó)省代碼： | 廣西;45 |
| 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 多殼層 多孔 石墨 碳包覆 fe base sub | ||
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4的負(fù)極材料，花狀納米Fe3O4具有更大的比表面積和大量的鋰離子脫出和嵌入的活性位點(diǎn)，有效縮短了鋰離子的傳輸路徑，花狀納米Fe3O4作為核芯，木質(zhì)素碳化成多孔石墨碳包覆層，聚丙烯腈碳化形成氮摻雜多孔碳外殼層，形成獨(dú)特的三維多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4結(jié)構(gòu)，作為鋰離子電池負(fù)極活性材料，具有超高的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，顯提高了負(fù)極材料的電子導(dǎo)電率和鋰離子擴(kuò)散速率，減少了花狀納米Fe3O4的團(tuán)聚和堆積，緩解了體積膨脹變化，降低了負(fù)極材料的容量衰減，提高了負(fù)極材料的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4的負(fù)極材料及制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池作為一種綠色二次能源電池，航空航天、電動(dòng)汽車、小型電子產(chǎn)品等方面，鋰離子電池能量密度高、工作溫度范圍寬、循環(huán)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池電化學(xué)性能主要由正極材料和負(fù)極材料所決定，商業(yè)化的負(fù)極材料為石墨碳負(fù)極材料，但是其儲(chǔ)鋰能力較低，理論容量較低，限制了鋰離子電池在大型設(shè)備中的應(yīng)用，因此需要開發(fā)實(shí)際容量高，循環(huán)性能穩(wěn)定的鋰離子電池負(fù)極活性材料。
納米金屬氧化物如納米SiO2、MnO2、Fe3O4、Co3O4等具有較高的理論比容量，并且廉價(jià)易得，同時(shí)納米的小尺寸效應(yīng)和超高比表面積，可以縮短鋰離子的傳輸路徑，使納米金屬氧化物在鋰離子電池負(fù)極材料中具有廣闊的研究和應(yīng)用前景，但是納米Fe3O4在負(fù)極材料中容易發(fā)生團(tuán)聚和堆積，導(dǎo)致比表面積降低和脫鋰、嵌鋰位點(diǎn)減少，并且納米Fe3O4在持續(xù)脫鋰、嵌鋰過(guò)程中，容易發(fā)生體積膨脹變化，導(dǎo)致電極材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞和粉化，導(dǎo)致負(fù)極材料的比容量迅速衰減，大大影響了鋰離子電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。
(一)解決的技術(shù)問(wèn)題
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4的負(fù)極材料及制備方法，解決了納米Fe3O4實(shí)際比容量較低和循環(huán)穩(wěn)定性較差的問(wèn)題。
(二)技術(shù)方案
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4的負(fù)極材料，所述多殼層的多孔石墨碳包覆Fe3O4的負(fù)極材料制備方法如下所示：
(1)向反應(yīng)瓶中加入乙二醇溶劑、質(zhì)量比為10:30-40:100-220的氯化鐵、四丁基溴化銨和尿素，勻速攪拌30-90min，在180-200℃，回流反應(yīng)20-40min，將溶液離心分離、乙醇洗滌并干燥，沉淀產(chǎn)物置于氣氛管式爐中，在氮?dú)夥諊?，升溫?80-550℃，煅燒2-4h，制備得到花狀納米Fe3O4。
(2)向反應(yīng)瓶中加入蒸餾水溶劑、質(zhì)量比為100:1.5-2.5的木質(zhì)素磺酸鈉和氫氧化鐵，攪拌均勻后緩慢滴加過(guò)氧化氫溶液，勻速攪拌反應(yīng)1-3h，透析提純并干燥，制備得到羥基化木質(zhì)素磺酸鈉。
(3)向反應(yīng)瓶中加入蒸餾水溶劑和花狀納米Fe3O4，超聲分散均勻后加入丙烯腈和羥基化木質(zhì)素磺酸鈉，緩慢滴加過(guò)硫酸鉀溶液，加熱至65-75℃，反應(yīng)3-6h，透析提純并干燥，制備得到聚丙烯腈接枝木質(zhì)素修飾花狀納米Fe3O4。
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)利屬于貴港益樂(lè)科技發(fā)展有限公司，未經(jīng)貴港益樂(lè)科技發(fā)展有限公司許可，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/202010885835.5/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
