[发明专利]一种锂离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极材料，包括过渡金属氧化物与嵌在过渡金属氧化物中的过渡金属。本发明公开了上述锂离子电池负极材料制备方法，包括如下步骤：将过渡金属盐加入溶剂中溶解得到物料a；将沉淀剂加入溶剂中分散得到物料b；将物料a加入物料b中混合反应得到过渡金属盐前驱体；将过渡金属盐前驱体在煅烧气氛下煅烧得到锂离子电池负极材料。本发明所得负极材料具有较高的比表面和较大的体积比的三维纳米结构，可以在锂化过程中提供体积膨胀所需的空间并且保持结构的完整性，提高电子在过渡金属氧化物中的传导效率，提高复合电极材料的导电性，从而提高材料的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

随着移动电子设备和电动汽车的快速发展，锂离子电池由于其具有比容量高、循环寿命长、环境友好、价格低廉等优点备受关注。锂离子电池碳负极材料因理论比容量较低(372mAh/g)，且循环性能和倍率性能较差，已不能满足当今社会发展对下一代锂离子电池能量密度的需求。因此，亟需开发比容量高、倍率性能优异、循环性能好的锂离子电池负极材料。过渡金属氧化物由于其较高的理论比容量、优异的安全性能以及价格低廉等优点已经引起了广泛的兴趣。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池负极材料及其制备方法，所得负极材料具有较高的比表面和较大的体积比的三维纳米结构，可以在锂化过程中提供体积膨胀所需的空间并且保持结构的完整性，提高电子在过渡金属氧化物中的传导效率，提高复合电极材料的导电性，从而提高材料的倍率性能和循环性能。

本发明提出的一种锂离子电池负极材料，包括过渡金属氧化物与嵌在过渡金属氧化物中的过渡金属。

本发明提出的上述锂离子电池负极材料制备方法，包括如下步骤：

S1、将过渡金属盐加入溶剂中溶解得到物料a；

S2、将沉淀剂加入溶剂中分散得到物料b；

S3、将物料a加入物料b中混合反应得到过渡金属盐前驱体；

S4、将过渡金属盐前驱体在煅烧气氛下煅烧得到锂离子电池负极材料。

优选地，S1中，过渡金属盐的阴离子为乙酸根离子和/或硫酸根离子。

优选地，S2中，沉淀剂为草酸或碳酸氢钠。

优选地，S2中，分散时间为10-30min。

优选地，S3中，混合反应时间为2.5-3.5h。

优选地，S4中，煅烧气氛为氩气-氢气混合气氛。

优选地，S4中，煅烧温度为480-520℃，煅烧时间为2.5-3.5h。

本发明所得锂离子电池负极材料，由过渡金属嵌入到过渡金属氧化物中的纳米颗粒所组成的多级微米结构，具有较高的比表面和较大的体积比的三维纳米结构，可以在锂化过程中提供体积膨胀所需的空间并且保持结构的完整性；而过渡金属嵌入到过渡金属氧化物纳米颗粒的结构在循环过程中能够限制颗粒的移动、团聚以及在氧化还原反应中能更好的适应产生的体积膨胀和收缩；更重要的是，嵌入高电导率的金属可以提高电子在过渡金属氧化物中的传导效率，提高复合电极材料的导电性，从而提高材料的倍率性能和循环性能。

附图说明

图1为本发明实施例1所得锂离子电池负极材料的电池倍率性能。

图2为对比例1所得MnO负极材料的电池倍率性能。

图3为本发明实施例1所得锂离子电池负极材料的电池循环性能。

图4为对比例1所得MnO负极材料的电池循环性能。

具体实施方式