An electric field selection synthesis of crystalline double perovskite magnesium ion battery cathode material and a preparation method thereof, which is characterized in that the composition of the cathode material for MgY0.7Li0.3Zr0.8Cu0.1Zn0.1NbO6, change the crystallization properties with crystal lattice defects by applying an electric field in a particular direction when the high temperature solid state reaction in the preparation process and growth along the direction of the electric field to form columnar shape particles at the same time; non uniform crystallization on the surface of radius of curvature parts uneven adhesion and sintering additives become partially bonded continuous porous surface morphology of columnar shape particles; the morphology can reduce the grain boundary resistance and electron transfer resistance; accelerate the migration of magnesium ions and redox reaction rate; also has certain structural rigidity, volume change the charge and discharge process to form a buffer; further A bit Mg and Y, Y co occupy the position of the Li doped Cu and Zn doping at B and hetero sites can improve the stability of perovskite structure and form high performance anode materials for magnesium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种电场调控选择结晶合成双钙钛矿镁离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种镁离子电池负极材料制造方法
技术介绍
锂离子二次电池具有体积、重量能量比高、电压高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长、功率密度高等绝对优点,目前在全球移动电源市场有超过300亿美元/年份额并以超过10%的速度逐渐增长。特别是近年来,随着化石能源的逐渐枯竭,太阳能、风能、生物质能等新能源逐渐成为传统能源的替代方式,其中风能、太阳能具有间歇性,为满足持续的电力供应需要同时使用大量的储能电池;汽车尾气带来的城市空气质量问题日益严重,电动车(EV)或混合电动车(HEV)的大力倡导和发展已经到了刻不容缓的地步;这些需求提供了锂离子电池爆发式增长点,同时也对锂离子电池的性能提出了更高的要求。锂离子电池正负极材料的容量的提高是科技人员研究的首要目标,高容量正负极材料的研发可以缓解目前锂离子电池组体积大、份量重、价格高难以满足高耗电及高功率设备需要的局面。然而自从1991年锂离子电池商业化以来,正极材料的实际比容量始终徘徊在100-180mAh/g之间,正极材料比容量低已经成为提升锂离子电池比能量的瓶颈。相较于正极,负极材料容量的提升空间还很大,如锡及锡合金材料、硅及硅合金材料、各类过渡金属氧化物[Md.ArafatRahman,GuangshengSong,AnandI.Bhatt,YatChoyWong,andCuieWen,NanostructuredSiliconAnodesforHigh-PerformanceLithium-IonBatteries,Adv.Funct ...
【技术保护点】
一种电场调控选择结晶合成双钙钛矿镁离子电池负极材料,其特征为:组成为MgY0.7Li0.3Zr0.8Cu0.1Zn0.1NbO6,制备过程为将硝酸锂、六水合硝酸镁、六水合硝酸钇、三水合硝酸铜、五水合硝酸锆、六水合硝酸锌、五氧化二铌按照化学计量式MgY0.7Li0.3Zr0.8Cu0.1Zn0.1NbO6放入球磨机中,球磨子与物料的质量比为20∶1,以200‑400转/分钟的速度球磨10‑20小时;将球磨后的物料在管式炉中以2‑10℃/分钟的速度升温到800‑900℃后在管式炉的两端施加一直流电压,电压为600‑900V,在此温度下及电场下保温3‑6小时后随炉冷却至30℃;将冷却后的物料在研钵中研磨5‑15分钟,在聚四氟乙烯搅拌桨以900‑1200rpm的速度持续搅拌下浸入恒温30℃偏硼酸锂饱和溶液中,偏硼酸锂饱和溶液的质量与浸入的冷却后的物料的质量比为10∶1,持续搅拌5‑10分钟后,将恒温温度降低至18‑22℃并持续搅拌5‑15分钟,其后过滤,在120‑160℃的干燥箱中干燥5‑10小时;然后将干燥后的物料在管式炉中以2‑10℃/分钟的速度升温到450‑550℃并在此温度下保温3‑5 ...
【技术特征摘要】
1.一种电场调控选择结晶合成双钙钛矿镁离子电池负极材料,其特征为:组成为MgY0.7Li0.3Zr0.8Cu0.1Zn0.1NbO6,制备过程为将硝酸锂、六水合硝酸镁、六水合硝酸钇、三水合硝酸铜、五水合硝酸锆、六水合硝酸锌、五氧化二铌按照化学计量式MgY0.7Li0.3Zr0.8Cu0.1Zn0.1NbO6放入球磨机中,球磨子与物料的质量比为20∶1,以200-400转/分钟的速度球磨10-20小时;将球磨后的物料在管式炉中以2-10℃/分钟的速度升温到800-900℃后在管式炉的两端施加一直流电压,电压为600-900V,...
【专利技术属性】
技术研发人员:水淼,
申请(专利权)人:宁波吉电鑫新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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