A preparation method of ferromanganese sulfide solid solution and its application in anode materials of lithium ion batteries are described. A Prussian blue-like coordination compound manganese hexacyanoferrate is selected as the precursor, and cyanide and hexacyanoferrate in the coordination compound are easily regulated and heated in inert gases according to certain conditions. The solid solution of ferromanganese is obtained by sulfurizing at a temperature of 550~600. This method has the advantages of low temperature, short time, low energy consumption, simple operation, low instrument requirements and low cost. Ferromanganese sulfide solid solution was used as anode material for lithium-ion batteries and assembled into simulated batteries to test their lithium-ion performance. It is found that at the high current density of 1Ag_1, the capacity of the system remains at 500 mAhg_1 after 1000 cycles, showing excellent cycling stability.
【技术实现步骤摘要】
硫化锰铁固溶体的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用
本专利技术涉及无机能源材料的制备,尤其是一种硫化锰铁固溶体的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用。
技术介绍
随着近代社会的空前发展,各国对能源的需求与日俱增。传统化石能源与资源已经不能满足现代人类社会的需求。新型清洁能源如风能、太阳能、地热能和潮汐能等的使用很大程度上受到条件的制约,所以发展一定的储能装置将这些能源储存起来是一项重要的课题。因此使用和发展新能源的基础就是开发高性能的能量储存和转化装置即化学电源。锂离子电池作为一种新型便携式电池因其具有高能量密度、寿命长、快速充放电等优点,受到了社会各界的广泛的关注。但是随着应用范围的不断推广,对锂电池的性能要求也日益升高探索。所以,目前该领域的发展方向是以探索和开发高性能的电极材料为主。因为电极材料的性能决定着整个电池的性能。固溶体是以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体,它保持着溶剂的晶体结构类型。固溶体的形成会在基底材料中形成大量的缺陷,而材料中缺陷的存在会显著影响电子与离子在固体内部、界面、表面的输运、储存与反应性质,从而提高基底材料的比容量;同时,缺陷的存在可以提供更多的离子运输通道,提高材料的电导率;缺陷结构的存在还有可能提供额外的锂存储位置,同样可以提高基底材料的比容量。过渡金属硫化物具有导电性能良好、理论比容量较高、价格低廉且对环境友好等优点。目前合成过渡金属硫化物固溶体的方法有:高温固相法,电化学沉积法,化学气相沉积法(CVD)等。无一例外,这些合成方法具有合成时间长,耗能较大,对 ...
【技术保护点】
1.一种硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:使用类普鲁士蓝配位化合物六氰合铁酸锰作为前躯体,在惰性气体保护下,硫化得到硫化锰铁固溶体。
【技术特征摘要】
1.一种硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:使用类普鲁士蓝配位化合物六氰合铁酸锰作为前躯体,在惰性气体保护下,硫化得到硫化锰铁固溶体。2.根据权利要求1所述的硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:混合:将前躯体六氰合铁酸锰与过量硫粉研磨混合均匀,得到混合物;煅烧:将混合物置于密封管式炉中,在惰性气体保护下煅烧,得到硫化锰铁固溶体。3.根据权利要求2所述的硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:所述煅烧步骤具体为:将混合物置于密封管式炉中,在惰性气体保护下煅烧,升温过程首先是由室温升温到250~280℃,保持250~280℃煅烧1~2小时,接着由250~280℃升温至550~600℃,并保持550~600℃煅烧6~7小时,冷却至室温后,得到硫化锰铁固溶体。4.根据权利要求3所述的硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:所述煅烧步骤具体为:将混合物置于密封管式炉中,在惰性气体保护下煅烧,升温过程首先是以5~7℃/min的升温速率由室温升温到250~280℃,保持250~280℃煅烧1~2小时,接着以3~5℃/min的升温速率由250~280℃升温至550~600℃,并保持550~600℃煅烧6~7小时,冷却至室温后,得到硫化锰铁固溶体。5.根据权利要求4所述的硫化锰铁固溶体的制备方法,其特征在于:所述煅烧步骤具体为:将混合物置于密封管式炉中,在惰性气体保护下煅烧,升温过程首先是以6℃/min的升温速率由室温升温到280℃,保持280℃煅烧1小时,接着以4℃/min的升温速率由280℃升温至600℃,并保持600℃...
【专利技术属性】
技术研发人员:李莉,李德利,李萌,芦佳雪,柴尧,梁军,
申请(专利权)人:宁夏大学,
类型:发明
国别省市:宁夏,64
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