一种锂离子电池复合负极材料ZrO2及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池复合负极材料ZrO2及其制备方法，方法具体包括如下步骤：在惰性气氛的条件下，将水的醇溶液滴加至含有锆醇的醇溶液中，持续搅拌一段时间后，将得到的溶液经离心后得到ZrO2沉淀，后将沉淀反复洗涤、离心后放入真空干燥箱中干燥一段时间后，即得到纳米ZrO2前驱体；将纳米ZrO2前驱体在一定温度下控温煅烧一定时间，随炉冷却即得锂离子电池负极材料ZrO2。本发明专利技术所制备的负极材料颗粒尺寸在90～250nm之间，首次充放电效率达到63.8％，经过100次循环后，其容量保持率为85％，且制备工艺简单易行。

A Composite Anode Material ZrO2 for Lithium Ion Batteries and Its Preparation Method

The invention provides a composite anode material ZrO 2 for lithium ion batteries and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: under inert atmosphere, the alcohol solution of water is added to the alcohol solution containing zirconium alcohol, after continuous stirring for a period of time, the obtained solution is centrifuged to obtain ZrO 2 precipitation, and then the precipitation is washed repeatedly, centrifuged and dried in a vacuum drying box. After a period of time, the nano-ZrO2 precursor was obtained. The nano-ZrO2 precursor was calcined at a certain temperature for a certain period of time, and then the lithium-ion battery anode material ZrO2 was obtained with furnace cooling. The particle size of the anode material prepared by the invention is between 90 and 250 nm, and the first charge-discharge efficiency reaches 63.8%. After 100 cycles, the capacity retention rate of the anode material is 85%, and the preparation process is simple and feasible.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池复合负极材料ZrO2及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池材料及其制备方法领域，尤其涉及一种锂离子电池复合负极材料ZrO2及其制备方法。
技术介绍
ZrO2，化学性质不活泼，且具有高熔点、低热膨胀系数折射率大、电阻率高、良好的生物相容性的性质，使它成为重要的耐高温材料及其它作用。例如ZrO2纤维是一种多晶质耐火纤维材料，比氧化铝纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维具有更高的使用温度，最高使用温度达2200℃，甚至2500℃仍可保持完整的纤维形状，是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。环境污染、资源短缺、能源危机是现人类生存面临的三大严峻挑战，寻找无污染、可再生、资源节约型的二次资源是实现人类社会可持续发展要解决的重要任务。在众多的锂离子电池负极材料中，石墨类材料因其优良的循环性能而广受商业的青睐，但是其低理论比容量(372mAhg-1)限制了其使用范围；虽然硅基材料有较高的理论比容量(4200mAhg-1)和低的电压平台(0.02-0.60V)，但是其电子导电性差，容量衰减快，且充放电循环过程中极易出现因300％体积膨胀导致电极材料的粉化等问题，从而严重阻碍了其实际应用。目前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池复合负极材料ZrO2的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、将锆源置于醇溶液中，在惰性气氛保护下，搅拌后得到均匀的溶液、溶胶或悬浊液；步骤2、将水溶液加入到与步骤1相同的醇溶液中超声振荡直至形成均匀的溶液；步骤3、在惰性气氛保护下，控制反应温度，向步骤1所得溶液中按照一定的速度滴入步骤2所得溶液，持续搅拌一定时间后，控温陈化，反应完成后，所得产物经离心、洗涤、真空干燥即得ZrO2前驱体；其中所述v(锆源)：v(水溶液)：v(步骤1和步骤2中醇溶液总量)＝1～10:0.5～2:50～100；步骤4、将ZrO2前驱体在惰性气氛炉中控温煅烧一定时间，随炉冷却后取出即可得到...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池复合负极材料ZrO2的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、将锆源置于醇溶液中，在惰性气氛保护下，搅拌后得到均匀的溶液、溶胶或悬浊液；步骤2、将水溶液加入到与步骤1相同的醇溶液中超声振荡直至形成均匀的溶液；步骤3、在惰性气氛保护下，控制反应温度，向步骤1所得溶液中按照一定的速度滴入步骤2所得溶液，持续搅拌一定时间后，控温陈化，反应完成后，所得产物经离心、洗涤、真空干燥即得ZrO2前驱体；其中所述v(锆源)：v(水溶液)：v(步骤1和步骤2中醇溶液总量)＝1～10:0.5～2:50～100；步骤4、将ZrO2前驱体在惰性气氛炉中控温煅烧一定时间，随炉冷却后取出即可得到目标产物纳米ZrO2负极材料。2.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料ZrO2的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述搅拌条件为：温度为20～60℃，持续搅拌时间为10～60min。3.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料ZrO2的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述的锆源包括正丁醇锆、叔丁醇锆、四乙氧基锆、异丙醇锆、2-甲基-1-丙醇锆盐、正丙醇锆、异丙醇锆、双(二乙基柠檬酸)二丙醇锆、异丙氧基锆异丙醇复合物中的一种或几种。4.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料ZrO2的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖围，李锐，缪畅，王脂胭，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42