The present invention discloses a preparation method of zinc oxide anode material for lithium ion secondary batteries. First, zinc polymer single crystal dispersion solution is synthesized by carboxylic acid or compound containing nitrogen and carboxylic acid and zinc source in hydrothermal solvent heat, and then metal ion doped compound is added to zinc polymer single crystal dispersion solution under microwave condition. Zinc polymer was washed, dried and calcined to obtain metal-doped carbon-coated zinc oxide anode material. The zinc-containing coordination polymer single crystal is prepared by the method. Under microwave condition, the zinc ions in the polymer skeleton are exchanged by metal ions, and the graphitized carbon network with high carbon content is obtained by decomposition under high temperature nitrogen atmosphere. The zinc oxide particles are filled in the decomposed carbon network, thereby improving the carbon-coated zinc oxide anode material. The conductivity and structure stability of the material, and the cell parameters and charge distribution in the local area of the lattice can be changed by doping metal ions, which can significantly improve the first efficiency of zinc oxide and the cycle performance of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池的加工制造领域,具体是一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法。
技术介绍
随着便携式电子设备和电动汽车的发展,对具有高能量高功率的电池需求日益迫切,激发了大量科研人员投入到锂离子电池负极材料的探索和研究。石墨是目前商业化应用最广泛的锂离子电池负极材料。然而,石墨的理论容量仅为375mAh/g,已不能满足当今社会对电池的应用需求,特别是动力能源的高比容量需求。相比于石墨,ZnO储存相当丰富,且具有较高的理论容量,被认为是一种极具竞争力的锂离子负极材料。此外,Zn和Li的合金化和去合金化发生在核实的电极电势0-0.5V范围,避免充放电过程中锂枝晶的形成,因此能有效提高电池的安全性能。但是,因Zn和ZnO材料本身低的电子导电率和低的锂离子扩散速率统一降低了材料的循环性能和倍率性能。此外,LiZn合金的生成带来体积的显著变化,从而导致活性材料充放电过程中的粉碎和电子隔离,电池容量急剧衰减和差的循环性能,使得材料的产业化进程望而却步。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法,解决现有技术方法制备的氧化锌负极材料导电性差、体积膨胀变化带来的技术问题。本专利技术的技术方案为:一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法,具体包括有以下步骤:(1)、以锌的硝酸盐、卤化盐、醋酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硫化盐、磷酸盐、氧化物中的一种或多种混合物作为锌源,含羧酸或者含氮及羧酸的有机小分子化合物作为配体,将锌源、配体和溶剂置于聚四氟乙烯反应釜中搅拌均匀;其中,锌源与羧酸 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法,其特征在于:具体包括有以下步骤:(1)、以锌的硝酸盐、卤化盐、醋酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硫化盐、磷酸盐、氧化物中的一种或多种混合物作为锌源,含羧酸或者含氮及羧酸的有机小分子化合物作为配体,将锌源、配体和溶剂置于聚四氟乙烯反应釜中搅拌均匀;其中,锌源与羧酸或者含氮及羧酸的有机小分子配体的摩尔比为3‑1:1;(2)、将步骤(1)搅拌完成后的聚四氟乙烯反应釜置于鼓风干燥箱中,在温度100‑200℃的范围内加热10‑72小时,最后随炉冷却至室温后得到锌聚合物单晶分散液;(3)、将锌聚合物单晶分散液转移至微波反应釜中,并向锌聚合物单晶分散液中加入掺杂金属盐后并搅拌均匀,然后设定微波反应的频率为50—100MHz并在微波反应釜中反应10—72小时,最后静置冷却,再过滤、洗涤和干燥得到锌的聚合物,其中,掺杂金属盐占碳包覆氧化锌负极材料的摩尔比为0.01‑0.1,;(4)、将锌的聚合物置于高温炉,并在氮气气氛下煅烧3—8小时,煅烧温度为 500—700℃,然后冷却直至室温,最终得到金属掺杂的碳包覆氧化锌负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法,其特征在于:具体包括有以下步骤:(1)、以锌的硝酸盐、卤化盐、醋酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硫化盐、磷酸盐、氧化物中的一种或多种混合物作为锌源,含羧酸或者含氮及羧酸的有机小分子化合物作为配体,将锌源、配体和溶剂置于聚四氟乙烯反应釜中搅拌均匀;其中,锌源与羧酸或者含氮及羧酸的有机小分子配体的摩尔比为3-1:1;(2)、将步骤(1)搅拌完成后的聚四氟乙烯反应釜置于鼓风干燥箱中,在温度100-200℃的范围内加热10-72小时,最后随炉冷却至室温后得到锌聚合物单晶分散液;(3)、将锌聚合物单晶分散液转移至微波反应釜中,并向锌聚合物单晶分散液中加入掺杂金属盐后并搅拌均匀,然后设定微波反应的频率为50—100MHz并在微波反应釜中反应10—72小时,最后静置冷却,再过滤、洗涤和干燥得到锌的聚合物,其中,掺杂金属盐占碳包覆氧化锌负极材料的摩尔比为0.01-0.1,;(4)、将锌的聚合物置于高温炉,并在氮气气氛下煅烧3—8小时,煅烧温度为500—700℃,然后冷却直至室温,最终得到金属掺杂的碳包覆氧化锌负极材料。2.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法,其特征在于:所述的锌源选用硝酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、醋酸锌、碳酸锌、硫酸锌、硫化锌、磷酸锌和氧化锌中的一种或者多种组成的混合物。3.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的...
【专利技术属性】
技术研发人员:许鹏,
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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