一类硝酸盐-金属氧化物/碳复合材料锂离子电池电极材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一类硝酸盐‑金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料及其制备方法，利用HNO<subgt;3</subgt;刻蚀金属氧化物碳纳米纤维，制备了硝酸盐‑金属氧化物/碳纳米纤维。具体为：取一定量的硝酸盐、聚丙烯腈依次加入N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）中搅拌均匀得到透明溶液，随后进行静电纺丝，收集得到的纺布在恒温鼓风干燥箱中进行干燥，随后在N<subgt;2</subgt;气氛下进行烧结，得到M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;@C纤维复合材料，在HNO<subgt;3</subgt;溶液中超声，得到M(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;y</subgt;‑M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;@C纤维复合材料。HNO<subgt;3</subgt;刻蚀将M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;@C纳米纤维原位转化为M(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;y</subgt;‑M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;@C纳米纤维，打通了硝酸盐材料难以进行碳复合的技术壁垒，解决了硝酸盐材料形貌难调控的问题，提升了电极材料的循环稳定性。本发明专利技术首次使用HNO<subgt;3</subgt;刻蚀制备了M(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;y</subgt;‑M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;@C，并作为锂离子电池负极材料，显示出优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，具体的说涉及一种通过hno3刻蚀制备硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的新型制备方法。

技术介绍

1、便携式电子市场和电动汽车的需求日益增长，亟需开发具有更高能量密度和更长循环寿命的锂离子电池。几十年来，已经提出和设计了各种具有高锂存储容量和稳定循环性能的新型电极材料。在众多负极候选材料中，金属硝酸盐（如cu(no3)2·xh2o、pb(no3)2和[bi6o4](oh)4(no3)6·4h2o）由于具有较大的可逆容量，已经引起了广泛关注与研究。金属硝酸盐由于转化反应和合金/脱合金化“双机制”的作用带来高理论容量，但合金/脱合金化过程中的体积膨胀应力会导致循环性能不理想。碳复合可以有效缓解体积应力，稳定电极结构。然而，金属硝酸盐热分解温度低、易水解，常规方法难以制备硝酸盐/碳复合材料，常用的溶剂热制备方法因硝酸盐要求较为温和的实验温度条件，通常存在盐类与碳材料结合较差的问题。金属氧化物因具有较高的热稳定性，相较于对应的硝酸盐，其与碳的复合以及形貌调控更易操作，可以作为制备硝酸盐/碳复合材料的有效前体。

2、本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一类硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料及制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）里前驱体溶液中硝酸盐、PAN的质量比为0.55-1.0:1。

3.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）里前驱体溶液中硝酸盐选自硝酸铁、硝酸钴、硝酸镓等盐类中的任意一种，其特征是对应的金属氧化物可以与HNO3反应重新生成硝酸盐。

4.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材...

【技术特征摘要】

1.一类硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料及制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）里前驱体溶液中硝酸盐、pan的质量比为0.55-1.0:1。

3.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）里前驱体溶液中硝酸盐选自硝酸铁、硝酸钴、硝酸镓等盐类中的任意一种，其特征是对应的金属氧化物可以与hno3反应重新生成硝酸盐。

4.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中纺丝条件为：电压为18-22 kv，电纺时间为5-10 h，温度为35-55℃，相对湿度为20-35%，接收距离为20-30 cm。

5.根据权利要求1所述的硝酸盐-金属氧化物/碳复合锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中干燥温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪世兵，白俊东，裴存原，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：