一种锂离子电池用层状结构Ge1-xSnxP5大容量快充负极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池用层状结构Ge<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;P<subgt;5</subgt;大容量快充负极材料及其制备方法与应用。本发明专利技术提供一种锂离子电池用层状结构Ge<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;P<subgt;5</subgt;大容量快充负极材料，所述负极材料为Ge<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;P<subgt;5</subgt;，0.1≤x≤0.4。本发明专利技术锂离子电池用层状结构Ge<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;P<subgt;5</subgt;大容量快充负极材料的制备方法包括以下步骤：按比例，取锗粉、红磷粉、锡粉，经球磨，热处理，制得Ge<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;P<subgt;5</subgt;。本发明专利技术通过Sn取代Ge可以保持原GeP<subgt;5</subgt;类蓝磷层状结构的基础上，在降低成本的同时，有效地扩大了层间距，促进锂离子的传输，其锂离子的扩散速率得到极大提升而有效地改善了其倍率性能，且Ge<subgt;0.7</subgt;Sn<subgt;0.3</subgt;P<subgt;5</subgt;具有最佳的锂离子扩散速率，其锂离子扩散系数大致在10<supgt;‑7～‑9</supgt;cm<supgt;2</supgt;/s相较于GeP<subgt;5</subgt;(10<supgt;‑9～‑11</supgt;cm<supgt;2</supgt;/s)的锂离子扩散速率而言，增大了一个数量级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料领域，特别涉及一种锂离子电池用层状结构ge1-xsnxp5大容量快充负极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、锂离子电池的大容量快充负极材料是电池
的研究重点，主要因为负极材料在锂电池中起到储存和释放能量的作用，对电池的首次库伦效率、循环性能等有着重要影响。

2、gep5是一种层状结构的锂离子电池负极材料。gep5 具有如下的优点：(1)类蓝磷层状结构，有利于锂离子的传输；(2)较高的首次库伦效率，首次库伦效率达到 93％；(3)合适的放电平台～0.5 v，在确保电池具有较好的能量密度的同时可以有效避免锂枝晶的生长；(4)大于2000 mah/g 的理论比容量，满足目前动力电池对于大容量、长续航的需求；(5)优异的导电性，其导电性能可媲美石墨，是优异的导体，保证电池具有良好的倍率特性。

3、gep5 存在的不足：随着gep5的进一步发展和后续商业化布局，势必要考虑到工业规模化批量制备的原材料高成本问题，即 ge 的价格十分昂贵(8.8×106元/吨)，这极大地限制了 gep5 的商业化应用。更重要的是g本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂离子电池用层状结构Ge1-xSnxP5大容量快充负极材料，其特征在于，所述负极材料为Ge1-xSnxP5，0.1≤x≤0.4。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用层状结构Ge1-xSnxP5大容量快充负极材料，其特征在于，所述负极材料为Ge0.7Sn0.3P5。

3.一种锂离子电池用层状结构Ge1-xSnxP5大容量快充负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照摩尔比1-x：x：5分别取锗粉、红磷粉、锡粉，经球磨，热处理，制得Ge1-xSnxP5，0.1≤x≤0.4。

4.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于，称重前，...

【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池用层状结构ge1-xsnxp5大容量快充负极材料，其特征在于，所述负极材料为ge1-xsnxp5，0.1≤x≤0.4。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用层状结构ge1-xsnxp5大容量快充负极材料，其特征在于，所述负极材料为ge0.7sn0.3p5。

3.一种锂离子电池用层状结构ge1-xsnxp5大容量快充负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照摩尔比1-x：x：5分别取锗粉、红磷粉、锡粉，经球磨，热处理，制得ge1-xsnxp5，0.1≤x≤0.4。

4.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于，称重前，对锗粉、红磷粉进行预处理，对锗粉进行预处理，所述锗粉的预处理方法：将锗粉放入真空管式炉，排出气体使之处真空状态，设定还原温度650-700℃和升温速率8-12℃/min；当温度临近所述设定还原温度时，向管式炉内通入氩氢混合气，继续升温至设定还原温度，保温反应时间5-7h；反应完成后，持续通入氩气，并使其自然冷却至室温，即得；

5.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨参数：转速350...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦雅庆，陈斌，李德，陈永，卢兴，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：