本发明专利技术涉及锂电池技术领域，公开了一种高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池，所述高稳定性锂电池负极活性材料，包含以下物质：SnS2/C、LiNixCoyMn1‑x‑yO2、多孔碳；其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6；本发明专利技术中多孔碳能够有效抑制SnS2/C在充放电过程中的体积膨胀，提高电池的稳定性，此外多孔碳的孔穴能够为电子和离子的迁移提供通道，减少点活性物质由于穿梭效应造成的损耗，进一步提高电池的稳定性。
High stability negative electrode material for lithium battery and negative electrode of lithium battery and lithium battery
The invention relates to the technical field of lithium battery, discloses a cathode, high stability of lithium battery cathode active material for lithium battery and lithium battery, the high stability of lithium battery anode active material comprises the following materials: SnS2/C, LiNixCoyMn1 x yO2, porous carbon; and 0 = x = 0.6, y = 0 ~ 0.6 effective inhibition of SnS2/C; in the charge discharge process of porous carbon can the invention of volume expansion, and improve the stability of the battery, in addition to the migration of porous carbon cavity electron and ion channels provide, reduce the active material due to the shuttle effect caused by the loss, to further improve the stability of the battery.
【技术实现步骤摘要】
高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池。
技术介绍
作为一种环境友好的高能量密度二次电源，锂离子电池已在笔记本电脑、手机等小型便携式设备中得到广泛应用。相比于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、对环境的污染小等优点。随着现代社会的快速发展，能源短缺和环境污染问题日显严重，锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、太阳能和风能储存和转换、移动式电动工具、中等功率家用电器等需要高功率密度和高能量密度电源的使用需求日益迫切。正、负极材料对锂离子电池的性能起到关键作用，而目前商业锂离子电池由于其正极材料LiCoO2和负极材料石墨碳的容量局限性(其理论容量分别约为140mAh/g和372mAh/g)，距上述高功率密度和高能量密度电源的要求还有较大的距离。作为负极材料的石墨碳，其密度只有2.2～2.4g/cm3，这在相当程度上降低了电池的体积容量，对大型高功率密度电池尤为不利。Sn和Sn的化合物具有数倍于商业碳的理论储锂容量，Sn的化合物不仅具有高容量的特性，它的密度(～6.0g/cm3)远比碳的高，因而其作为锂离子电池负极材料在提高电池的体积容量密度上极具优势，尤其对于大型车用等高容量电池有非常重大意义。但Sn在嵌锂和脱锂过程中发生的体积膨胀可达到300％，这使其循环稳定性较差。由于在嵌锂过程中产生的Li2O在一定程度上对Sn在脱嵌锂过程中的体积膨胀起到缓解作用，因而相比于Sn金属，锡的化合物的循环稳定性稍好，但这还不足以获得满足使用要求的循环稳定性。因而寻求简单的方法制备兼具高容量密度和长寿命的锡的化合物负极材料对于实现其在锂离子电池中的应用，生产高性能的锂离子电池极其重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一是提供高稳定性锂电池负极活性材料，该高稳定性锂电池负极活性材料具有容量高、循环稳定性好的特点。本专利技术的第二个目的是提供一种锂电池负极。本专利技术的第三个目的是提供一种锂电池。为了实现上述目的，本专利技术提供一种高稳定性锂电池负极活性材料，包含以下物质：SnS2/C、LiNixCoyMn1-x-yO2、多孔碳，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6，所述SnS2/C为负载硫化锡纳米颗粒的石墨烯。一种锂电池负极，包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极活性物质为上述高稳定性锂电池负极活性材料。一种锂电池，包括正极、隔膜、电解液和负极，所述负极为上述锂电池负极。通过上述技术方案，本专利技术中多孔碳能够有效抑制SnS2/C在充放电过程中的体积膨胀，提高电池的稳定性；此外多孔碳的孔穴能够为电子和离子的迁移提供通道，减少点活性物质由于穿梭效应造成的损耗，进一步提高电池的稳定性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种高稳定性锂电池负极活性材料，包含以下物质：SnS2/C、LiNixCoyMn1-x-yO2、多孔碳，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6。根据本专利技术，所述LiNixCoyMn1-x-yO2可以为本领域技术人员所公知，可以商购得到，也可以通过现有的方法制备，优选的，所述LiNixCoyMn1-x-yO2中，0≤x≤0.5(如为0.1-0.5，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或上述数值之间的任意值)，0≤y≤0.5(如为0.1-0.5，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或上述数值之间的任意值)，进一步优选的，所述LiNixCoyMn1-x-yO2可以为LiNi0.5Co0.5O2、LiNi0.3Co0.2Mn0.5O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.3Co0.6Mn0.1O2、LiCo0.5Mn0.5O2、LiNi0.33Co0.67O2、和LiNi0.5Mn0.5O2等中的至少一种。本专利技术中SnS2/C为负载硫化锡纳米颗粒的石墨烯衍生物，其中SnS2的颗粒粒径为20～50nm，石墨烯衍生物的厚度为10～30nm，所述SnS2/C中各物质的摩尔配比为Sn：S：C＝1：(1.8～2.2)：(0.8～4)。本专利技术中，各物质的含量配比对电池的性能影响较大，当SnS2/C含量过高时，会导致电池在充放电过程中，体积膨胀过大，而当LiNixCoyMn1-x-yO2含量过高时，则有导致电池容量降低，优选的，以负极活性材料总重量为基准，所述负极活性材料包含以下重量份物质：SnS2/C30～65重量份、LiNixCoyMn1-x-yO215～45重量份、多孔碳5～55重量份，进一步优选的，以负极活性材料总重量为基准，所述负极活性材料包含以下重量份物质：SnS2/C45～60重量份、LiNixCoyMn1-x-yO220～32重量份、多孔碳8～35重量份。根据本专利技术，优选的，所述SnS2/C的制备方法包括以下步骤：将含有锡源、硫源、石墨烯衍生物、表面活性剂和碱源的溶液在160～240℃下进行水热反应，得到复合型锂电池负极材料。本专利技术对锡源的种类没有特殊的要求，只要能够溶解在水溶液中即可，可以为本领域技术人员所公知，如无机锡源和有机锡源，由于有机锡源的毒性较大，优选的，所述锡源为无机锡源，例如可以为锡盐、亚锡盐、锡酸盐和亚锡酸盐中的至少一种，更具体的，所述锡源为卤化锡、卤化亚锡、硫酸锡、亚硫酸锡、硫酸亚锡和硝酸锡中的至少一种。本专利技术对硫源的种类没有特殊的要求，可以为本领域技术人员所公知，可以为有机硫源和无机硫源，进一步的，所述有机硫源可以为硫脲、硫脲衍生物、硫代酰胺、硫醇、硫酚、硫酚衍生物和硫醚等中的至少一种，更具体的，所述有机硫源为硫脲、硫代乙酰胺、十二硫醇等中的至少一种；所述无机硫源可以为硫化物和/或硫代硫酸盐，如碱金属硫化物和硫代硫酸盐中的至少一种。根据本专利技术，本专利技术中的石墨烯衍生物可以为氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、氮掺杂石墨烯等中的至少一种，优选为氧化石墨烯。所述氧化石墨烯的制备方法为：将2g天然鳞片石墨和2g过硫酸钠一并加入盛有20mL质量分数为98％的浓硫酸中，水浴加热到80℃并在此温度下以420rpm的搅拌速度反应6h。自然冷却后对所得混合物进行抽滤并用去离子水进行多次洗涤至中性，将所得产物放在60℃烘箱里干燥24h，即得到预氧化石墨；最后以预氧化石墨为原料，采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，具体步骤如下：用移液管转移40mL质量分数为98％的浓硫酸至250mL的三口烧瓶，其次将2g步骤(2)得到的预氧化石墨缓慢加入到浓硫酸中，然后再缓慢加入1g硝酸钠，室温下均匀搅拌30min，然后再缓慢加入6g高锰酸钾，继续搅拌2h，用恒压漏斗向反应体系中缓慢滴加20mL去离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高稳定性锂电池负极活性材料，其特征在于，包含以下物质：SnS2/C、LiNixCoyMn1‑x‑yO2、多孔碳；其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6；所述SnS2/C为负载硫化锡纳米颗粒的石墨烯。
【技术特征摘要】
1.一种高稳定性锂电池负极活性材料，其特征在于，包含以下物质：SnS2/C、LiNixCoyMn1-x-yO2、多孔碳；其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6；所述SnS2/C为负载硫化锡纳米颗粒的石墨烯。2.根据权利要求1所述的高稳定性锂电池负极活性材料，其中，以负极活性材料总重量为基准，所述负极活性材料包含以下重量份物质：SnS2/C30～65重量份、LiNixCoyMn1-x-yO215～45重量份、多孔碳5～55重量份。3.根据权利要求2所述的高稳定性锂电池负极活性材料，其中，以负极活性材料总重量为基准，所述负极活性材料包含以下重量份物质：SnS2/C45～60重量份、LiNixCoyMn1-x-yO220～32重量份、多孔碳8～35重量份。4.根据权利要求1所述的高稳定性锂电池负极活性材料，其中，所述SnS2/C的制备方法包括以下步骤：将含有锡源、硫源、石墨烯衍生物、表面活性剂和碱源的溶液在160～240℃下进行水热反应，得到复合型锂电池负极材料。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪安阳，张庆，孙步云，陈辉智，吴宏义，
申请(专利权)人：东莞中汽宏远汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。