一种金属磷化物纳米粒子的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种金属磷化物纳米粒子制备方法，并将所得纳米粒子作为锂离子电池负极材料应用在锂离子电池领域。在自动控制直流电弧金属纳米粉体生产设备中加入一定比例的氢气和惰性气体混合器，蒸发金属原料，直接获得金属纳米粒子前驱体；然后将前驱体与磷粉混合后放入高压密封反应釜中进行热处理，得到金属磷化物纳米材料，并将其作为活性物质，制作锂离子电极片。本发明专利技术的优点在于以合成的钼纳米粒子作为前驱体，低温磷化获得磷化钼纳米粒子，具有较高的嵌/脱锂容量密度和循环稳定性，原料成本低廉，工艺简单，可规模化制备，适合工业化生产要求。

A method for preparing metal phosphide nanoparticles and its application

The present invention provides a method for preparing metal phosphide nanoparticles, and the nanoparticles used as anode materials for lithium ion batteries in the field of lithium ion battery. In a hydrogen gas and an inert gas automatic control of DC arc metal nano powder production equipment added a certain proportion of the mixer, evaporation of metal raw material, direct metal nanoparticle precursor; then the precursor and phosphorus powder mixed into the high pressure sealed reactor for heat treatment, metal phosphide nanomaterials, and as active material the production of lithium ion electrode. The invention has the advantages of using Mo nanoparticles synthesized as precursor, low temperature phosphating for Molybdenum Phosphide Nanoparticles with high intercalation / deintercalation capacity density and cycle stability, low cost of raw materials, simple process, large-scale preparation, suitable for industrial production requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种金属磷化物纳米粒子的制备方法及其应用
本专利技术属于纳米材料制备技术及应用领域，涉及一种金属磷化物纳米粒子的制备方法及其作为锂离子电池负极材料在锂离子电池领域的应用。
技术介绍
锂离子电池也称为锂二次电池或锂蓄电池，由于其有着快速充放电能力、高能量密度以及良好的倍率性能，被认为是21世纪最有应用前景的储能器件之一，并被广泛的应用便携式电子设备，电动工具以及混合动力/电动汽车上。目前石墨是作为商业化锂电池主要的负极材料并表现出较低的对锂电位及优异的循环稳定性。然而其低的能量密度(372mAhg-1)以及低的锂离子扩散速率远不能满足当今社会对高能量、高功率应用的需求。因此，寻找和发展一种能量密度高、成本低廉、高充放电速率和高循环稳定性的锂离子电池负极材料的材料来替代现有石墨材料已成为目前的研究热点。近几年随着对锂离子电池负极材料的深入研究，相继出现多种具有储锂性能的负极材料，其中包括金属单质纳米粒子、合金纳米粒子、金属硫化物、金属磷化物、金属氮化物、金属氧化物以及这些材料与碳复合体系，这些材料在作为锂离子电池负极材料中均表现出较为优异的电化学性能。其中，金属磷化物材料，如磷化物(MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在自动控制直流电弧金属纳米粉体生产设备的粉体生成室中加入金属原料、氢气和惰性气体，蒸发金属原料得到金属纳米粒子前驱体；第二步，将金属纳米粒子前驱体与磷粉在无水无氧条件下混合放入高压密封反应釜中，在惰性气体保护下，高温反应后，冷却至室温，得到金属磷化物纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在自动控制直流电弧金属纳米粉体生产设备的粉体生成室中加入金属原料、氢气和惰性气体，蒸发金属原料得到金属纳米粒子前驱体；第二步，将金属纳米粒子前驱体与磷粉在无水无氧条件下混合放入高压密封反应釜中，在惰性气体保护下，高温反应后，冷却至室温，得到金属磷化物纳米粒子。2.根据权利要求1所述的一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述第一步中的金属原料为铁、锰、钴、镍、铜、锌、钼中的一种或两种以上过渡金属元素组合，采用块体或粉体，金属原料为20～80g，放置在粉体生成室阳极上。3.根据权利要求1所述的一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述第一步中的氢气和惰性气体按照气体体积比为1:5～4:2通入至生成室中；所述惰性气体为氩气、氦气或氖气的一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述第二步中的金属纳米粒子前驱体和磷粉的质量比为1:1～1:3。5.根据权利要求1所述的一种金属磷化物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述第二步中的无水无氧条件为水含量小于百万分之一，氧含量小于百万分之一。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昊，吴爱民，靳晓哲，高嵩，
申请(专利权)人：大连理工常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32