一种高性能钴掺杂硫化铁电池材料的制备方法技术

本发明专利技术属于矿物加工与电池电极领域，涉及一种高性能钴掺杂硫化铁电池材料的制备方法。本发明专利技术以含钴黄铁矿精矿为原材料，先采用再磨‑浮选法对其进行处理；然后在进行破碎和大量有机物包覆，接着进行喷雾干燥，获得高分子混匀包裹的含钴黄铁矿颗粒；最后将该颗粒在惰性气氛中高温焙烧，即获得含钴黄铁矿基高性能电池材料。本发明专利技术借助天然钴掺杂特性，实现了短流程制备钴掺杂铁基硫化物电极材料，其具有具有高比容量、高倍率、无体积效应、稳定性好、循环寿命长的特点，适合应用于锂离子电池和锂离子超级电容器或钠离子电池和钠离子超级电容器中作为负极储锂或储钠材料。本发明专利技术制备方法简单高效，工序少，产率高，适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿物加工与电池电极领域，涉及一种高性能钴掺杂硫化铁电池材料的制备方法。

技术介绍

1、天然黄铁矿作为地壳分布最广的硫化矿物，储量丰富、成本低廉、绿色清洁，同时具有较高的理论比容量(894mah g-1)，有望成为二次电池电极材料理想的负极材料。然而矿物基材料在“自上而下”的制备过程中，表面多暴露电化学活性弱的低能晶面，导致界面传质速率迟缓、倍率性能差，极大制约了其实际应用前景。因此探索提升黄铁矿材料界面电化学反应活性将是实现矿物基储能材料实际应用的关键所在。

2、电极材料表界面的微纳米晶体结构(微结构)直接决定了其原子空间构型与电子结构，进而决定了电子/离子在材料内部的传输速率。在光电催化领域，通过构建缺陷(空位、掺杂)调节材料的表界面微结构，成为提升催化剂导电性、吸附性能和催化活性的有效手段。因此通过在黄铁矿内部引入异相掺杂有望提升材料的界面电化学活性与储能性能。然而传统掺杂过程通常具有流程长、成本高、副产物污染大等问题，制约大规模制备。

3、与此同时，由于原子亲和性原则，天然黄铁矿在成矿过程中通常会引入其他异相原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能钴掺杂硫化铁电池材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述含钴黄铁矿精矿中黄铁矿的含量为82wt％～95wt％、优选为85wt％～95wt％，钴含量为0.05wt％～0.5wt％、优选为0.1wt％～0.3wt％。

3.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述含钴黄铁矿精矿的粒径为20μm-100μm、优选为30μm-80μm。

4.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁...

【技术特征摘要】

1.一种高性能钴掺杂硫化铁电池材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述含钴黄铁矿精矿中黄铁矿的含量为82wt％～95wt％、优选为85wt％～95wt％，钴含量为0.05wt％～0.5wt％、优选为0.1wt％～0.3wt％。

3.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述含钴黄铁矿精矿的粒径为20μm-100μm、优选为30μm-80μm。

4.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述湿式球磨产品细度为-37μm占70％～95％、优选为80％～90％。

5.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池材料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述ph调整剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、石灰等的一种或多种，矿浆ph值调节至8～10，优选为8.5～9.5。

6.根据权利要求1所述的一种高性能钴掺杂硫化铁含钴黄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：江锋，陈婧，郑梦君，唐鸿鹄，唐杰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：