【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极领域，尤其涉及一种电池极性材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会的发展，世界能源日趋枯竭，其中能源的采集和存储是是实现可持续能源使用的核心。锂电作为能源采集和存储的器件具有相对高的电压（3.6 v）、更高的能量密度、更长的循环寿命、更低的自放电率、更宽的工作温度范围、更轻的质量、无记忆效应以及无环境污染等优点。锂电负极作为锂电的重要的组成部分，影响着锂电的性能。目前市场上主要的负极以s石墨为主，发生电极反应 li + 6c = lic6，比容量仅372 mah g-1，这极大的限制了锂离子电池的发展。经过上百个课题组的研究，科研工作者们发现，可用于锂离子电池负极的材料有很多，主要包括一些金属或者非金属单质，硅(比容量4200 mah g-1)，锗(比容量1600 mah g-1)，锡(比容量994 mah g-1)等，这些单质元素通过与 li 发生反应形成合金 lixmy，将li储存起来。虽然这些材料有着很高的理论容量，但在与li发生结合的过程中会引发材料晶格变大，导致材料在锂离子电池的循环过程中发生体积膨胀而破裂，使锂离子电池容量快速降低，降低了电池的使用寿命。
2、熔融盐（mss）具有高热稳定性、低的蒸汽压、高的导热性和导电性以及低粘度等特性，这些特性使其成为优良的反应介质，因此熔融盐被广泛应用于反应速度快的高温化学。mss在同类技术中具有高度优势的两个最重要的方面是降低了产品形成温度和能够产生均匀颗粒。mss方法反应活性的提高主要归因于反应分子在熔融盐中的迁移率和接触面积的增加。到目前为止
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种电池极性材料及其制备方法，该制备方法的工艺更加简单，制备出来的电极材料性能更好。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种电池极性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3、步骤一、制备核体，核体的材料为过渡金属化合物和sixo的复合材料；
4、步骤二、制备壳层，壳层的材料为掺有杂原子的薄层碳，薄层碳包覆在核体的表面。
5、优选地，所述步骤一具体包括如下步骤：
6、步骤11、将过渡金属乙酸盐和si纳米颗粒反复研磨混匀，或者将过渡氯化盐、过渡硝酸盐、过渡硫酸盐中的一种与乙酸盐以及si纳米颗粒进行反复球磨混匀；
7、步骤12、将步骤11得到的产物进行高温煅烧、冷却、洗涤、干燥，得到过渡金属化合物和sixo 纳米颗粒的复合材料。
8、优选地，过渡金属化合物由过渡金属化学物前驱体通过加热并发生热分解形成，热分解出来的气体使得到的过渡金属物形成空位。
9、优选地，所述步骤二具体包括如下步骤：
10、步骤21、将步骤一得到的核体与氟化铵、磷酸二氢钠、硫粉、三聚氰胺、二氰胺、氟化铁、氟化镍中的一种或者几种混合均匀；
11、步骤22、将步骤21中的混合物进行煅烧、冷却、洗涤、干燥，得到掺有杂原子的薄层碳，薄层碳覆盖在核体的表面，所述杂原子包括n、p、f、s、b中的一个或者多个。
12、优选地，所述步骤二具体包括如下步骤：
13、步骤21、将步骤一得到的核体与熔融盐混合并加热到一定温度，使熔融盐分解形成盐浴，核体中的物质在盐浴中进行化学反应，核体中的过渡金属化合物和si纳米颗粒进行复合形成过渡金属氧化物和sixo，熔融盐中的乙酸根离子盐转化成碳，进而形成了含有n、f、p、s等杂原子的碳纳米层。
14、优选地，过渡金属化合物的前驱体为在一定温度下能够发生化学反应生成过渡金属碳化物、氧化物、氟化物、硫化物、氮化物或磷化物的物质。
15、优选地，过渡金属化合物为易分解的过渡金属氯化物、氢氧化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐、氟化盐、乙酰丙酮盐。
16、本专利技术还提供了一种电池极性材料，采用上述制备方法制备。
17、本专利技术还提供了一种锂离子电池负极材料，包括上述电池极性材料。
18、本专利技术还提供了一种锂硫电池正极材料，包括上述电池极性材料。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、(1) 过渡金属化合物前驱体是一种可用于制备过渡金属氧化物、氮化物、硫化物等材料的化合物。在高温下，这些前驱体会发生热分解，释放出气体，同时在材料的结构中形成空位；热分解过程中释放的气体可以是氧气、氨气、硫化氢等，这些气体的生成有利于形成材料的结构。同时，在热分解过程中，原有化合物的晶格结构会发生变化，形成空位。这些空位可以是原子或分子缺失，也可以是空腔或孔洞。
21、(2)n、f、p等杂原子的掺杂有助于提高电极的稳定性阻碍锂枝晶的形成；
22、(3)薄层碳的保护有助于提高电极在工作中材料的完整性，薄层碳可以缓解过渡金属化合物以及sixo在充放电过程中体积变化造成电极材料的粉碎；
23、(4)通过掺杂杂原子（n、p、f、s、b）构建了具有新活性位点的催化剂，激活了邻近的碳原子，增强了金属到碳的电子转移，从而产生了高催化活性，尤其是n、f在锂离子充放电过程中能和li形成li-n和li-f能有效的阻碍锂枝晶的形成；
24、(5)制备工艺简单，无环境污染，由于产品在高温下合成，结晶度高，晶体结构规整。
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1.一种电池极性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过渡金属化合物由过渡金属化学物前驱体通过加热并发生热分解形成，热分解出来的气体使得到的过渡金属物形成空位。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下步骤：
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，过渡金属化合物的前驱体为在一定温度下能够发生化学反应生成过渡金属碳化物、氧化物、氟化物、硫化物、氮化物或磷化物的物质。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，过渡金属化合物为易分解的过渡金属氯化物、氢氧化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐、氟化盐、乙酰丙酮盐。
8.一种电池极性材料，采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备。
9.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包括权利要求7的电池极
10.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，包括权利要求7的电池极性材料。
...【技术特征摘要】
1.一种电池极性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过渡金属化合物由过渡金属化学物前驱体通过加热并发生热分解形成，热分解出来的气体使得到的过渡金属物形成空位。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下步骤：
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴万宝，张嘉恒，曹苗苗，吴昊，
申请(专利权)人：常州千沐新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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