本发明专利技术公开了一种含锂的铅氧化物储能材料的制备方法。该方法包括：将碳源、锂源、铅源在二次水中混合并直接在烘箱中以60-160℃烘干5-10小时；将得到的固体产物在600-900℃恒温煅烧1-18h，冷却至室温，制得含锂铅氧化物储能材料。制备方法原料廉价易得，工艺简单易行，不产生对环境污染的气体，制备出的含锂的铅氧化物储能材料具备正常的充放电性能、产品性能稳定，是具有应用潜力的锂离子储能活性物质，并有望成为锂离子二次电池活性物质，有着较高的商业意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于能源材料
技术介绍
目前，相对成熟的锂离子二次电池活性物质主要有LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4,LiNiO2等等，经过长期的研究发现，以上各储能材料具有不同的优缺点，如LiCoO2电化学性能优良，但价格昂贵；LiMn204价格低，但性能欠佳；LiFeP04价格适中，但批次生产不稳定，等等。为了完善不同材料的性能，科研工作者们在改善材料各自缺点同时，也在努力寻求着更好的替代材料。铅氧化物尤其是ニ氧化铅在传统的铅酸蓄电池中作为正极材料被广泛应用。含锂的铅氧化物与铅酸锂晶体(铅酸锂的理论比容量为99.8mAh/g)结构接近，虽然结晶度较低，有序性待提高，但锂离子在其中的电化学脱嵌过程的可逆性高。此种含锂铅氧化物具有制备成本低廉、安全性高、生产エ艺简单、循环性好等优点，有可能成为锂离子型的储能材料被广泛使用，通过适当的性能改进，有可能成为锂离子二次电池活性物质。但调研显示，未见将锂离子与氧化铅结合在一起，制备成准铅酸锂的储能材料的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。通过对产品的表征和测试，发现该含锂的铅氧化物储能材料有着相对稳定的充放电性能和容量，是ー种潜在的储能材料和二次电池活性材料。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案如下:，包括以下步骤 : (1)原料预混 将碳源、锂源、铅源和二次蒸懼水按(2 5):(1 6):(1 2):(80 120)的物质的量比混合； (2)烘干 将混合物在烘箱中于60 160°C进行烘干，时间5 10小时； (3)焙烧、压片 将干燥产物置于高温炉中，于250 450°C恒温焙烧3-5h，冷却至室温后，将得到的粉末压成片状； (4)煅烧 将步骤(3)得到的片状固体产物置于密封的反应器中，在600 900°C之间焙烧I 18个小时，粉碎、研磨后得到含锂的铅氧化物储能材料； 所述制备方法中，碳源选自碳黑、こ炔黑、石墨、葡萄糖、环糊精中的ー种或几种； 锂源为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸ニ氢锂和氯化锂中的ー种或几种； 铅源选自硝酸铅、磷酸铅、碳酸铅中的ー种或几种； 所述制备方法中，将碳源、锂源和铅源在二次水中混合时，磁力搅拌2 6小时充分混ムロ o本专利技术取得的有益效果如下:(I)在整个制备过程中没有有害气体或其它具有刺激性气味的气体释放，简化生产设备，降低生产成本；(2)本专利技术制备出的含锂的铅氧化物储能材料具有类似于二次电池活性材料的性能且产品性能稳定；(3)本专利技术是将锂离子与氧化铅二者结合制备出的新的储能材料。该专利技术产品虽然容量较低，但可适用到合适的储电储能领域，同时本产品生产エ艺具备设备投入少、エ艺流程简化、原料价格低廉等优点，容易实现エ业化生产。附图说明图1为实施例1制备的含锂的铅氧化物的X射线衍射(XRD)图。图2为实施例1制备的含锂的铅氧化物的扫描电子显微镜(SEM)图。图3为实施例1制备的含锂的铅氧化物在0.1C倍率下的充放电曲线。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术。`实施例1 将3.31g硝酸铅、0.24g葡萄糖和0.72g氢氧化锂在二次蒸馏水中混合均匀。混合产物置于鼓风干燥箱中，以150°C干燥。将干燥产物置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于300°C恒温焙烧3h，然后以10°C /min降温速度冷却至室温，制得粉末后进行压片，将片重新置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于700°C恒温焙烧5h，产物经研磨后制得含锂铅氧化物粉末。图1X射线衍射分析结果表明，所制得的含锂铅氧化物粉末并没有相对规整的结构，谱图中存在杂质峰，产物纯度不高。图2是含锂铅氧化物粉末放大3万倍的电子显微镜照片，产物为片状，结构有序性较差。称取0.8g制得的含锂铅氧化物粉末，加入0.1gこ炔黑和0.1g溶于N-N’ ニ甲基吡咯烷酮的聚偏氟こ烯(PVDF)粘结剂，混合均匀后涂于铝箔上制成正极片。在氮气气氛干燥手套箱中，以金属锂片为对电扱，Celgard2400为隔膜，碳酸こ烯酯(EC) +碳酸こ烯甲酯(EMC) +こ酸こ酯(EA)+ Imol じ1 LiPF6为电解液，组装成电池。在1.50V-3.50V电压范围，对电池进行充放电循环实验。附图3为0.1C倍率电池充放电曲线。由图3可见，本专利技术制得含锂铅氧化物材料放电电压为1.40-1.45V，可逆比容量达43.5mAh/g,为理论比容量的43.4%。电池循环性能亦相对稳定，以0.2C倍率充电，经20次循环电池容量没有明显衰减。实施例2 将3.1Og硝酸铅、0.24g葡萄糖和0.84g氢氧化锂在二次水中混合均匀。混合产物置于鼓风干燥箱中，以100°C干燥。以10°C /min加热速率升温于350°C恒温焙烧3h，然后以IO0C /min降温速度冷却至室温，制得粉末后进行压片，将该产物置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于750°C恒温煅烧14h，然后以10°C /min降温速度冷却至室温，制得含锂铅氧化物粉末。本专利技术制得含锂铅氧化物材料放电电压为1.51-1.55V，可逆比容量高达41.3mAh/g。以0.1C倍率充放电，经30次循环电池容量没有衰减。实施例3 将3.23g硝酸铅、0.5g葡萄糖、0.84g氢氧化锂和5.5g柠檬酸在二次水中混合均匀。混合产物置于鼓风干燥箱中，以100°C干燥。将干燥产物置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于300°C恒温焙烧3h，然后以10°C /min降温速度冷却至室温，制得粉末后进行压片，将片重新置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于700°C恒温焙烧7h，产物经研磨后制得含锂铅氧化物粉末。本专利技术制得含锂铅氧化物材料充放电电压为1.47-1.50V，可逆比容量高达33.3mAh/g。以0.2C倍率充放电，经20次循环电池容量没有衰减。实施例4 将4.965g硝酸铅、0.45g葡萄糖、1.04g氢氧化锂在二次水中混合均匀。混合产物置于鼓风干燥箱中，以110°C干燥。以12°C /min加热速率升温于380°C恒温焙烧2h，然后以IO0C /min降温速度冷却至室温，制得粉末后进行压片，将该产物置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于800°C恒温焙烧6h，然后以10°C /min降温速度冷却至室温，制得含锂铅氧化物粉末。本专利技术制得含锂铅氧化物材料放电电压为1.50-1.53V，可逆比容量高达34.4mAh/g。以0.2C倍率充放电，经15次循环电池容量没有衰减。实施例5 将4.8g碳酸铅、0.8g葡萄糖、1.04g氢氧化锂在二次水中混合均匀。混合产物置于鼓风干燥箱中，以95°C干燥。将干燥产物置于高温炉中以14°C /min加热速率升温于300°C恒温焙烧3h，然后以10°C /min降温速度冷却至室温，制得粉末后进行压片，将产物重新置于高温炉中，以14°C /min加热速率升温于750°C恒温焙烧7h，产物经研磨后制得含锂铅氧化物粉末。本专利技术制得产品放电电压为1.32-1.35V，可逆比容量高达30.6mAh/g。以0.2C倍率充放电，经15次循环电池容量没有衰减。实施例6 将3.0Og磷酸铅、0.5g葡萄糖、0.84g氢本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含锂铅氧化物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原料预混???将碳源、锂源、铅源和二次蒸馏水按（2～5）：（1～6）：（1～2）：（80～120）的物质的量之比混合；?其中，碳源选自碳黑、乙炔黑、石墨、葡萄糖、环糊精中的一种或几种；锂源为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸二氢锂和氯化锂中的一种或几种；铅源选自硝酸铅、磷酸铅、碳酸铅中的一种或几种；???（2）烘干????将混合物在烘箱中于60～160℃进行烘干，时间5～10小时；???（3）焙烧、压片????将干燥产物置于高温炉中，于250～450℃恒温焙烧3?5h，冷却至室温后，将得到的粉末压成片状；???（4)?煅烧将步骤（3）得到的片状固体产物置于密封的反应器中，在600～900℃之间焙烧1～18个小时，粉碎、研磨后得到含锂的铅氧化物储能材料。
【技术特征摘要】
1.一种含锂铅氧化物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)原料预混 将碳源、锂源、铅源和二次蒸懼水按(2 5):(1 6):(1 2):(80 120)的物质的量之比混合； 其中，碳源选自碳黑、こ炔黑、石墨、葡萄糖、环糊精中的ー种或几种； 锂源为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸ニ氢锂和氯化锂中的ー种或几种； 铅源选自硝酸铅、磷酸铅、碳酸铅中的ー种或几种； (2)烘干 将混合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁克强，王意冉，曹艳丽，郑春宝，李金苍，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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