[發明專利]一種二元金屬氧化物3D結構負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310007933.2
• 申請日: 2023-01-04
• 公開（公告）號: CN116053454A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 陳人杰;燕喬一;李麗
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/36;B82Y30/00;B82Y40/00;H01M10/0525;H01M10/054;H01M4/62
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1.一種有機物包覆二元金屬氧化物復合材料，具有3D填隙結構，所述的二元金屬氧化物以納米顆粒的形式存在，有機物具有彈性自組裝性質。

2.根據權利要求1所述的一種用于電池負極材料的有機物-二元金屬氧化物復合材料，其中，二元金屬氧化物的平均粒徑為30-100nm，有機物包覆層的厚度為8nm左右。

3.根據權利要求1所述的一種用于電池負極材料的二元金屬氧化物材料，其中，所述金屬選自Co、Fe和Ni中至少之一與釩(V)所組成。

4.根據權利要求1所述的一種用于電池負極材料的有機物，其中，有機物為鹽酸多巴胺自組裝后得到的聚多巴胺。

5.一種用于電池負極材料的有機物包覆二元金屬氧化物復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將如權利要求3中所述金屬的乙酰丙酮鹽與乙酰丙酮氧釩鹽以一定比列加入至乙醇溶液中，得到溶液A；

(2)將步驟(1)得到的溶液A在高壓釜中以一定溫度加熱20h，乙醇洗滌并干燥后，得到二元金屬復合物A；

(3)將步驟(2)得到的二元金屬復合物A在空氣中以一定溫度煅燒一定時間后，得到二元金屬氧化物B；

(4)將步驟(3)得到的二元金屬氧化物B以一定比列與溶液B混合，靜置一段時間后，過濾烘干，得到最終的產品。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述金屬的乙酰丙酮鹽為乙酰丙酮鈷、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎳中至少之一。

7.根據權利要求5-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述添加摩爾比為金屬乙酰丙酮鹽：乙酰丙酮氧釩＝2：1。

8.根據權利要求5-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述加熱溫度為150-200℃；

優選地，步驟(2)所述加熱溫度為180℃。

9.根據權利要求5-8任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述煅燒溫度為300-500℃，加熱時間為3-5h；

優選地，步驟(3)所述加熱溫度為500℃；

優選地，步驟(3)所述加熱時間為5h。

10.根據權利要求5-9任一項所述的方法，其特征在于，步驟(4)溶液B配比為鹽酸多巴胺、三(羥甲基)氨基甲烷以及過硫酸銨。

11.根據權利要求5-10任一項所述的方法，其特征在于，步驟(4)二元金屬氧化物B與添加劑B的摩爾配比為(30～50)：(5～15)：(5～10)：1，優選為50：5：10：1。

12.根據權利要求1-11任一項所述的方法，其特征在于，步驟(4)靜置時間為6-48h，優選為12h。

13.根據權利要求1-12任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將如權利要求3中所述金屬的乙酰丙酮鹽與乙酰丙酮氧釩鹽以2：1的摩爾比加入至乙醇溶液中，得到溶液A；

(2)將步驟(1)得到的溶液A在高壓釜中以180℃加熱20h，乙醇洗滌并干燥后，得到二元金屬復合物A；

(3)將步驟(2)得到的二元金屬復合物A在空氣中以500℃煅燒5h后，得到二元金屬氧化物B；

(4)將步驟(3)得到的二元金屬氧化物B以50：5：10：1的摩爾比與溶液B混合，靜置12h后，過濾烘干，得到最終的產品。

14.根據權利要求1所述的3D填隙結構二元金屬氧化物可作為負極電極材料用于高性能鋰/鈉/鉀離子電池。