本發(fā)明涉一種鋰離子電池的負(fù)極材料制備方法,屬于能源材料與電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
由于鋰離子電池具有比容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),已在移動(dòng)電子設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái),隨著全球能源和環(huán)境危機(jī)的加劇,其在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等新興市場(chǎng)的需求也越來(lái)越旺盛。然而,鋰離子電池的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展仍存在諸如安全、性能和成本等問(wèn)題。目前商用的鋰離子電池負(fù)極材料大多是碳材料,但其理論比容量只有372mAh·g-1,并且在嵌鋰時(shí)容易產(chǎn)生鋰枝晶,對(duì)電池的安全和循環(huán)性能都有嚴(yán)重影響。同時(shí),碳材料的體積比容量較低,倍率性能有限,不能滿足下一代可移動(dòng)電子設(shè)備和電動(dòng)交通工具的需求。因此,日益增強(qiáng)的能量存儲(chǔ)需求迫使人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)高容量,快充放,長(zhǎng)壽命和環(huán)境友好的鋰離子電池負(fù)極材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種倍率性能優(yōu)異、循環(huán)穩(wěn)定性好的納米氧化錳用于鋰離子電池的負(fù)極材料,以及這種負(fù)極材料制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
(1)稱取2.13-2.65g高錳酸鉀和1.33-1.67g維生素C分別溶解在35-50mL去離子水中,使用磁力攪拌器加速溶解;
(2)將高錳酸鉀溶液緩慢倒入維生素C溶液中,在80-100°C下磁力攪拌5-8h,溶液中有沉淀產(chǎn)生;
(3)抽濾、提取沉淀物,在70°C真空烘干3-6h,得到氧化錳沉淀物;
(4)洗滌、干燥得到的氧化錳沉淀物,然后在氨氣氣氛中,500-1000攝氏度條件下保溫2-6h;
(5)將氧化錳沉淀物在管式爐中于300-500°C預(yù)燒3h,再在600-800°C下煅燒8h;
(6)自然冷卻后進(jìn)行研磨,得到最終產(chǎn)物—納米氧化錳。
通過(guò)上述方法制得的納米氧化錳材料具有較高的比容量,穩(wěn)定的循環(huán)性能和較好的倍率特性。這是由于納米材料具有更大的比表面積,能夠有效增大電極材料與電解液和導(dǎo)電炭黑的接觸,便于鋰離子和電子傳輸,從而改善氧化錳在充放電過(guò)程中的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性,使得更多的氧化錳參與轉(zhuǎn)化反應(yīng)。此外,一次納米顆粒團(tuán)聚形成的二次顆粒,可在一定程度上緩沖氧化錳材料在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化,在改善材料循環(huán)穩(wěn)定性的同時(shí)提高了材料的堆積密度,有利于提高鋰離子電池的體積能量密度和功率密度,加快鋰離子電池在電子器件、電動(dòng)汽車和電站儲(chǔ)能等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為運(yùn)用本發(fā)明中的納米氧化錳制成的鋰離子循環(huán)性能和庫(kù)倫效率數(shù)據(jù)圖。
圖2為運(yùn)用本發(fā)明中的納米氧化錳制成的鋰離子倍率特性數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。
以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案是:
一種鋰離子電池負(fù)極材料制備方法,包括如下步驟:
(1)稱取2.13-2.65g高錳酸鉀和1.33-1.67g維生素C分別溶解在35-50mL去離子水中,使用磁力攪拌器加速溶解;
(2)將高錳酸鉀溶液緩慢倒入維生素C溶液中,在80-100°C下磁力攪拌5-8h,溶液中有沉淀產(chǎn)生;
(3)抽濾、提取沉淀物,在70°C真空烘干3-6h,得到氧化錳沉淀物;
(4)洗滌、干燥得到的氧化錳沉淀物,然后在氨氣氣氛中,500-1000攝氏度條件下保溫2-6h;
(5)將氧化錳沉淀物在管式爐中于300-500°C預(yù)燒3h,再在600-800°C下煅燒8h;
(6)自然冷卻后進(jìn)行研磨,得到最終產(chǎn)物—納米氧化錳。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。