【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池负极材料，具体而言，涉及一种锂离子电池负极材料和其制备方法、负极极片、锂离子电池。
技术介绍
1、传统的商用石墨负极材料因其较低的比容量(理论比容量372mah/g左右)已无法满足当今市场对于高功率、高能量密度电池的应用需求。与传统的石墨负极材料相比，过渡金属氧化物表现出较高的比容量(600mah/g左右)，然而，过渡金属氧化物导电性能较差，且充放电过程中电极材料体积变化大、易粉化。
2、为解决上述问题，通常将过渡金属氧化物与导电性好的碳材料(如石墨烯、碳纳米管等)进行复合，例如专利(cn 105845889 a)涉及一种nico2o4复合材料及其制备方法和其在锂离子电池上的应用，采用液相法合成ni-co双层金属氢氧化物，并进一步煅烧得到多级的纳米结构由极薄的双金属纳米薄片通过静电吸附的作用很好地附着在石墨烯上。由于过渡金属氧化物和碳材料的体积膨胀系数不同，导致两者在充放电过程中的接触界面不稳定。在循环过程中，不稳定的接触界面会导致过渡金属氧化物颗粒的体积变化，同时伴随着碳骨架的坍塌，降低锂离子电池的循环稳定性；同时，碳材料的引入不利于电池能量密度的提升。
3、综上所述，过渡金属氧化物由于其高的比容量被广泛应用于锂离子电池负极，但由于导电性低影响锂离子电池的性能，而限制了其在锂离子电池中的进一步发展。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子电池负极材料和其制备方法、负极极片、锂离子电池，以解决现有技术中负极材料比容量
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种锂离子电池负极材料，负极材料包括nicoo2和nicop，nicoo2和nicop具有层状纳米片结构，并堆叠形成中空纳米笼结构。
3、进一步地，中空纳米笼结构的平均粒径为200-500nm。
4、进一步地，中空纳米笼结构的壳层厚度为10-30nm。
5、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种如上述任一种的锂离子电池负极材料的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将zif-67、镍盐和溶剂混合，进行反应，制备nico-ldh；步骤s2，将nico-ldh进行第一烧结，得到nicoo2；步骤s3，将nicoo2与磷源混合，进行第二烧结，得到锂离子电池负极材料。
6、进一步地，步骤s1中，镍盐为硝酸镍、乙酸镍和氯化镍中的任意一种或者多种；优选的，zif-67和镍盐的摩尔比为1:1～1:5；
7、和/或，溶剂为乙醇和甲醇中的任意一种或者多种。
8、优选的，步骤s1中，反应的温度为120℃～180℃，优选的，反应的时间为8h～12h；
9、优选的，步骤s1包括：将zif-67、镍盐和溶剂混合，进行反应，反应后对反应产物进行洗涤，干燥，得到nico-ldh；优选的，洗涤包括：分别用乙醇和去离子水进行离心清洗；优选的，干燥的温度为60～100℃，时间为8～12h。
10、进一步地，步骤s2中，第一烧结在惰性气体氛围中进行；
11、优选的，第一烧结的温度为300～400℃，保温时间为1～3h；更优选的，进行第一烧结时的升温速率为1～10℃/min。
12、进一步地，步骤s3中，nicoo2与磷源的摩尔比为2:1～1:3；
13、优选的，磷源包括磷酸盐、亚磷酸盐和次亚磷酸盐中的任意一种或者多种；更优选的，磷源包括次亚磷酸二氢钠、次亚磷酸钠、红磷和次亚磷酸铵中的任意一种或者多种；
14、进一步地，步骤s3中，第二烧结在惰性气体氛围中进行，
15、优选的，第二烧结的温度为300～400℃，保温时间为1～3h，更优选的，进行第二烧结时的升温速率为1～10℃/min。
16、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种负极极片，该负极极片包括上述任一种的锂离子电池负极材料或者上述任一种的制备方法制备的锂离子电池负极材料。
17、根据本专利技术的再一个方面，提供了一种锂离子电池，该锂离子电池含有上述的负极极片。
18、应用本专利技术的技术方案，在负极活性材料中，纳米笼结构暴露出丰富的活性位点，有利于li+的嵌入与脱出，中空结构有效缓冲了电极材料在充放电过程中的体积变化；此外，相比于实心结构，明显缩短离子/电子传输距离，提供更多的质量传输通道，从而加速材料表面的电化学反应。另一方面，由nicoo2和nicop形成异质结构，降低了反应势垒，加快了li+的扩散速率，从而有效增强材料的氧化还原反应动力学。而且nicoo2/nicop结合了氧化物的高比容量以及磷化物的高导电性及良好的热力学稳定性，协同促进了锂离子电池电化学性能，使其具有较高的可逆容量和较好的循环稳定性。
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1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包括NiCoO2和NiCoP，所述NiCoO2和NiCoP具有层状纳米片结构，并堆叠形成中空纳米笼结构。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述中空纳米笼结构的平均粒径为200-500nm。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述中空纳米笼结构的壳层厚度为10-30nm。
4.如权利要求1至3任一项所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述镍盐为硝酸镍、乙酸镍和氯化镍中的任意一种或者多种；优选的，所述ZIF-67和所述镍盐的摩尔比为1:1～1:5；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一烧结在惰性气体氛围中进行；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述NiCoO2与所述磷源的摩尔比为2:1～1:3；
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第二烧结在惰
9.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的锂离子电池负极材料或者权利要求4至8任一项所述的制备方法制备的锂离子电池负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，含有权利要求9所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包括nicoo2和nicop，所述nicoo2和nicop具有层状纳米片结构，并堆叠形成中空纳米笼结构。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述中空纳米笼结构的平均粒径为200-500nm。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述中空纳米笼结构的壳层厚度为10-30nm。
4.如权利要求1至3任一项所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述镍盐为硝酸镍、乙酸镍和氯化镍中的任意一种或者多种；优选的，所述zif-...
【专利技术属性】
技术研发人员：任瑞娜，刘文，周广钊，王迎波，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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