專利名稱：高純度單斜相ZnWO₄納米顆粒的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池材料學(xué)領(lǐng)域，更具體涉及一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鋰離子電池的核心是儲鋰材料。目前，石墨是廣泛應(yīng)用于商業(yè)化鋰離子電池的負(fù)極材料。但石墨嵌鋰電位低，在充放電過程中石墨表面可能引起金屬鋰的沉積，存在一定的安全隱患。我國有著豐富的鎢產(chǎn)資源。最近，單斜相狗冊4，CuffO4, CaWO4等鎢酸鹽及其相關(guān)的鎢的氧化合物由于具有良好的循環(huán)性能及無毒、安全等優(yōu)點而成為較有前景的電池材料。目前還未有納米ZnWO4在鋰電池中應(yīng)用的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備方法及其應(yīng)用，該方法是采用簡單的水熱法合成高純度ZnWO4納米顆粒，制備方法簡單，成本低， 所制備的ZnWO4納米顆粒具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實施的
一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備步驟包括lmmol Zn (NO3) · 6H20, Immol Na2WO4和0. 5mmol檸檬酸溶解在30mL蒸餾水中攪拌30分鐘后，將溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在 160 0C -200 °C反應(yīng)12-24h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水及無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到所述的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒，其粒徑為20-30nm，純度在85%以上，XRD圖的特征峰位置與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中JP⑶01-089-76M的峰位置完全匹配。制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中，是按質(zhì)量比ZnWO4 聚偏氟乙烯乙炔黑=60 10 :30混合研磨后均勻地涂在約0. 25 cm2的銅片上做正極，負(fù)極為金屬鋰，電解質(zhì)是 IM LiClO4 的 EC+DEC+EMC (EC/DEC/EMC= 1 /1 /1 ν/ν/ν)溶液。1)本發(fā)明采用簡單的水熱法合成一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒，合成方法操作簡便、成本低、純度高，可以大量合成。2)本發(fā)明首次將ZnWO4納米顆粒作為鋰離子負(fù)極材料，結(jié)果表明其具有較好的循環(huán)性能和較高的比容量。在電流密度為0.5 Ag—1經(jīng)過30次循環(huán)后，其比容量仍可250 mAhg-1 左右；在電流密度為2Ag4經(jīng)過30次循環(huán)后，其比容量仍可達約ZZOmAhg—1。


圖1為所制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的掃描電鏡分析；圖2為所制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的X射線粉末衍射分析及標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中 JCPDSO1-089-7624 峰位置；
圖3為所制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的循環(huán)性能測試； 注圖3中菱形表示電流密度為0.5 Ag—1，三角形表示電流密度為ZAg-1 ；實心表示放電過程，空心表示充電過程。
具體實施例方式實施例1
一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備步驟包括lmmol Zn (NO3) · 6H20, Immol Na2WO4和0. 5mmol檸檬酸溶解在30mL蒸餾水中攪拌30分鐘后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL的反應(yīng)釜中，在160 °C反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水及無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到所述的高純度(85%以上)單斜相ZnWO4納米顆粒，其粒徑為20-30nm。與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中JCPDS 01-089-7624的峰位置完全匹配。高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的應(yīng)用是將高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中。按質(zhì)量比ZnWO4 聚偏氟乙烯乙炔黑=60 10 30混合研磨后均勻地涂在約 0. 25 cm2的銅片上做正極，負(fù)極為金屬鋰，電解質(zhì)是IM LiClO4的EC+DEC+EMC (EC/DEC/ EMC=I/1/1 ν/ν/ν)溶液。實施例2
一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備步驟包括lmmol Zn (NO3) · 6H20, lmmol Na2WO4和0. 5mmol檸檬酸溶解在30mL蒸餾水中攪拌30分鐘后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL的反應(yīng)釜中，在200 °C反應(yīng)Mh，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水及無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到所述的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒，其粒徑約為20-30nm。與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中JCPDS 01-089-7624的峰位置完全匹配。高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的應(yīng)用是將高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中。按質(zhì)量比ZnWO4 聚偏氟乙烯乙炔黑=60 10 30混合研磨后均勻地涂在約 0. 25 cm2的銅片上做正極，負(fù)極為金屬鋰，電解質(zhì)是IM LiClO4的EC+DEC+EMC (EC/DEC/ EMC=I/1/1 ν/ν/ν)溶液。實施例3
一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備步驟包括lmmol Zn (NO3) · 6H20, lmmol Na2WO4和0. 5mmol檸檬酸溶解在30mL蒸餾水中攪拌30分鐘后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL的反應(yīng)釜中，在180 °C反應(yīng)18h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水及無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到所述的高純度(85%以上)單斜相ZnWO4納米顆粒，其粒徑約為20-30nm。與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中JCPDSO1-089-7624的峰位置完全匹配。高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的應(yīng)用是將高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中。按質(zhì)量比ZnWO4 聚偏氟乙烯乙炔黑=60 10 30混合研磨后均勻地涂在約 0. 25 cm2的銅片上做正極，負(fù)極為金屬鋰，電解質(zhì)是IM LiClO4的EC+DEC+EMC (EC/DEC/ EMC=I/1/1 ν/ν/ν)溶液。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟包括lmmol Zn (NO3) · 6H20, lmmol Na2WO4和0. 5mmol檸檬酸溶解在30mL蒸餾水中攪拌 30分鐘后，將溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在160 0C -200 °C反應(yīng)12-24h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻， 產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水及無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到所述的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備方法，其特征在于 所述方法制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的粒徑為20-30nm。
3.—種如權(quán)利要求1所述的制備方法制備的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于所述應(yīng)用是將高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于所述高純度單斜相ZnWO4納米顆粒應(yīng)用在鋰電池中，是按質(zhì)量比ZnWO4 聚偏氟乙烯乙炔黑=60 10 30混合研磨后均勻地涂在約0. 25 cm2的銅片上做正極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒的制備方法及其應(yīng)用。采用簡單的水熱法合成一種高純度單斜相ZnWO4納米顆粒，合成方法操作簡便、成本低、純度高，可以大量合成。本發(fā)明首次將ZnWO4納米顆粒作為鋰離子負(fù)極材料應(yīng)用于鋰離子電池中，表現(xiàn)出較好的循環(huán)性能和較高的比容量。在電流密度為0.5Ag-1經(jīng)過30次循環(huán)后，其比容量仍可250mAhg-1左右；在電流密度為2Ag-1經(jīng)過30次循環(huán)后，其比容量仍可達約220mAhg-1。
文檔編號H01M4/48GK102336440SQ20111017696
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者王昌菊, 魏明燈 申請人:福州大學(xué)