[發明專利]一種鋰離子電池負極復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110037331.2
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112607786A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張敏
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;H01M4/36;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 李浩

本發明公開了一種鋰離子電池負極復合材料的制備方法，用溶膠凝膠法制備SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄復合負極材料，將一定化學計量的鍶鹽、鈷鹽、鐵鹽、絡合劑加入到去離子水中，加熱攪拌至充分溶解，形成混合溶液A；將混合溶液A中滴加適量的氨水，調節溶液的pH至混合溶液呈綠色，得混合溶液B；將混合溶液B在真空干燥箱中加熱，得到具有一定粘度的棕紅色透明膠體，繼續加熱直至膠體蓬發，將其轉移到燒結爐中進行燒結，獲得SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄復合負極材料。通過控制SrFe₁₂O₁₉與CoFe₂O₄質量比、絡合劑質量、溶液pH及煅燒溫度、時間，制備出顆粒分布均勻、比表面積較大的復合負極材料，該復合材料用于鋰離子電池時，具備較高的比容量、充放電速率及較長的循環壽命。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池負極復合材料的制備方法，屬于鋰離子電池負極材料技術領域。

背景技術

隨著全球能源危機與環境污染的加劇，新能源的發展和應用勢在必行。鋰離子電池自20世紀90年代實現商品化以來，就得到快速的發展。與傳統的化學電池相比，具有質量輕、體積小、電壓高、比能量高、工作溫度范圍寬、比功率大、放電平穩、儲存時間長、無記憶效應、無污染等優點。目前，鋰離子電池已經廣泛的應用在手機、數碼相機、筆記本電腦等便攜式電子產品中，在電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）和電網儲能系統上表現出廣泛的應用前景，被譽為“21世紀的綠色二次電池”。如今各種商業化的鋰離子電池負極材料都是以碳類材料為主，碳材料是應用非常廣泛的鋰離子電池負極材料，碳負極材料具有嵌鋰電位低，良好的導電性，自然儲備豐富，無污染，制備過程簡單，其嵌脫鋰過程中的體積膨脹基本在9%以下，表現出較高的庫侖效率和優良的循環穩定性能。然而，隨著國家對于鋰電池性能要求的不斷提高，石墨作為負極材料的不足也逐漸顯露出來，例如克容量低（372 mAh·g^-1）、循環次數較多時層狀結構容易剝離脫落等，限制了鋰電池比能量和性能的進一步提升。

SrFe₁₂O₁₉屬于六角晶系，不僅作為永磁材料、高密度磁記錄介質、磁光器件和微波器件，而且作為鋰離子電池負極材料具有較好的儲鋰性能。CoFe₂O₄屬尖晶石結構混合金屬氧化物，結構穩定，儲鋰性能較好。SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄復合負極材料改善了單一鐵氧體儲鋰性能的缺陷，提高復合材料電化學性能。SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄復合負極材料原料豐富、制造成本低、性能穩定，在鋰離子電池和磁性材料領域有很好的應用前景。而且SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄復合材料作為鋰離子電池的負極材料具有合適的電壓平臺，較高的理論比容量，非常適合目前要求高安全、高容量的鋰離子電池負極材料。