一种铅基负极材料制造技术

本发明专利技术公开了一种铅基负极材料，为CsPb

【技术实现步骤摘要】
一种铅基负极材料
本专利技术专利涉及一种电极材料，具体涉及一种铅基负极材料。
技术介绍
锂离子电池是目前发展迅猛的储能器件，已广泛用于手机、笔记本电脑、电动汽车等便携式电源。锂离子电池性能主要取决于嵌脱锂电极材料的性能。目前，商业化的锂离子电池负极材料石墨存在理论储锂容量低，易发生有机溶剂共嵌等问题，严重制约了锂离子电池的实际应用。寻找高比容量、高循环性能的负极材料是科研人员和企业极力解决的关键问题。锂合金具有比容量高，导电性好等优点，是非常好的负极材料。大量文献报道了锡，硅，镍，铅等负极材料的研究进展。但从反应机理来看，锂合金脱嵌锂存在巨大的体积变化，导致电极材料脱落，影响负极材料的电化学性能。通过惰性金属与锡、硅等形成合金，利用惰性金属充当体积变化缓冲框架，可提高硅、锡等金属负极的电化学性能，比如SONY公司的NexelionTMSn-Co-C合金负极材料和美国3M的Si-Fe-M合金。但这两种合金组分的纳米性成本很高，限制了其产业应用。如何解决锂合金在脱嵌过程中的体积变化问题及成本问题，是实现其产业应用的关键。
技术实现思路
针对现有技术方案的缺陷，本专利技术的目的是提供一种铅基负极材料的设计。本专利技术涉及一种铅基负极材料，为CsPbxM1-xBry-zNz；其中：M为锡、锗、锑、铜、铝、镁的一种或两种，x的摩尔数为0.001-0.3；y的摩尔数为1-6；N为氧、氟、氯、碘的一种或两种，z的摩尔数为0.001-1；所述的M以离子形式存在CsPbxM1-xBry-zNz中；<br>所述的N以离子形式存在CsPbxM1-xBry-zNz中；所述的M离子可以存在不同化合价；所述的M和N来自一种化合物、两种化合物或多种化合物。本专利设计的铅基负极材料CsPbxM1-xBry-zNz，主要是部分替代铅阳离子和溴阴离子；M可以是与锂形成合金，具备储锂功能的金属；也可以是单纯掺杂铅，改善铅储锂性能的金属；N的作用主要是与锂形成化合物，在铅基材料表面形成SEI膜，即保证了CsPbxM1-xBry-zNz在充放电过程中结构的稳定性；也提高了CsPbxM1-xBry-zNz的导电性能。N的范围并不局限于了氧离子、氟离子、氯离子和碘离子的一种或两种；也可扩大到硝酸根离子、硫酸根离子、硫离子的一种。与现有技术相比，本专利技术专利提供的铅基负极材料CsPbxM1-xBry-zNz，具有以下优势：1)制备工艺简单，采用钙钛矿制备工艺，可产业化生产；2)铅基负极材料CsPbxM1-xBry-zNz在充放电过程中结构稳定，具有很好的循环性能；M和N的协同作用，极大地改善了CsPbxM1-xBry-zNz的导电率；3)M和N的协同作用，有利于锂离子在CsPbxM1-xBry-zNz中的嵌入/脱出。极大提高了电极材料的比容量和倍率性能；该材料在锂离子电池领域具有很好的应用前景。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：实例1一种铅基负极材料的成分设计，包括：1)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.01molSnF2；2)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.01molSnO；3)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.005molSnF2,0.005molSnO；上述材料加入其它常规盐类和试剂，加热制备铅基负极材料；该铅基材料具有很好的电化学性能，5Ag-1电流密度下，300次充放电循环，电化学容量大于200mAh/g。实例2一种铅基负极材料的成分设计，包括：4)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.01molMgF2；5)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.01molSnO2；6)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.005molAlCl3,0.005molGeO；上述材料加入其它常规盐类和试剂，加热制备铅基负极材料；该铅基材料具有很好的电化学性能，5Ag-1电流密度下，300次充放电循环，电化学容量大于200mAh/g。实例3一种铅基负极材料的成分设计，包括：7)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.008molMgI2,0.003molGeO；8)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.006molSnO,0.004molSb2O3；9)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.005molAlCl3,0.005molSb2O5；10)0.06molCsCO3,0.06molPbBr2,0.006molSnF2,0.001molCuO；上述材料加入其它常规盐类和试剂，加热制备铅基负极材料；该铅基材料具有很好的电化学性能，5Ag-1电流密度下，300次充放电循环，电化学容量大于200mAh/g。上述专利的具体实施方式是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅基负极材料，为CsPb

【技术特征摘要】
1.一种铅基负极材料，为CsPbxM1-xBry-zNz；其中：M为锡、锗、锑、铜、铝、镁的一种或两种，x的摩尔数为0.001-0.3；y的摩尔数为1-6；N为氧、氟、氯、碘的一种或两种，z的摩尔数为0.001-1。


2.根据权利要求1所述的一种铅基负极材料；其特征在于：M以离子形式存在CsPbxM1-xBry-zNz中。

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文青，曹江行，张军杰，梁攀飞，刘凯元，马廷丽，范美强，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33