[发明专利]一种锂电池用NiCo2

说明书

本发明公开了一种锂电池用NiCo₂O₄@Ni‑B负极材料及其制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯吡咯烷酮、镍盐和盐溶解在甘油/异丙醇的混合溶液中，搅匀，转移到反应釜中密闭恒温反应，离心干燥，收集粉末状产品；将上述产品在空气中热解，得到NiCo₂O₄；将NiCo₂O₄和六水合硝酸镍溶解在去离子水中，搅匀得混合盐溶液；将混合盐溶液脱气，加入硼氢化钠水溶液，搅拌离心；将上述所得沉淀在真空炉中冷冻干燥，即得。本发明通过采用原位溶液生长的方法将非晶化硼化镍(Ni‑B)引入多孔NiCo₂O₄纳米球中，包覆的Ni‑B组分不仅可以作为镍纳米球的锚点，而且还可以作为有效的电子传导桥梁，促进电子/电荷的快速转移，从而大大地提高了NiCo₂O₄的比容量、循环寿命、稳定性等电化学性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种锂电池用NiCo₂O₄@Ni-B负极材料及其制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池已经成为便携式电子产品和电动汽车的主要电源，这就需要更高的能量密度、更低的成本和更环保的储能设备。不幸的是，目前商业化的石墨阳极在锂离子电池中具有低理论容量(372mAh·g^-1)，远远不能满足长续航里程和长寿命。因此，迫切需要开发其他非碳替代品以满足工业需求。

过渡金属氧化物作为新一代锂离子电池的负极材料，以其较高的能量密度、较低的成本和较好的生态友好性获得了广泛的研究兴趣。然而，它们在充放电过程中受低电导率和剧烈的体积变化的影响，使得实现自由空间性能良好的过渡金属氧化物负极面临着巨大的挑战。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，尤其是现有的锂离子电池负极材料充放电过程中低电导率和剧烈的体积变化等问题，提供一种锂电池用NiCo₂O₄@Ni-B负极材料及其制备方法。

本发明上述目的通过如下技术方案实现：

一种锂电池用NiCo₂O₄@Ni-B负极材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)，将聚乙烯吡咯烷酮、可溶性镍盐和可溶性钴盐溶解在甘油/异丙醇的混合溶剂中，在磁力搅拌器上搅拌溶解均匀，得到透明的粉红色溶液，转移到反应釜中密闭恒温反应一段时间，所得产物经无水乙醇离心后干燥，收集粉末状产品；

步骤(2)，将步骤(1)所得到的产品在空气中热解，得到NiCo₂O₄；

步骤(3)，将步骤(2)所得到的NiCo₂O₄和六水合硝酸镍溶解在去离子水中，在磁力搅拌器上搅拌溶解均匀，得到混合盐溶液；

步骤(4)，将步骤(3)所得到的混合盐溶液在惰性气氛下进行脱气，加入硼氢化钠水溶液，搅拌离心；

步骤(5)，将步骤(4)所得沉淀在真空炉中冷冻干燥，即得NiCo₂O₄@Ni-B复合材料。

进一步地，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮为K90，平均分子量为1300000，质量分数为0.8％-1.0％；可溶性镍盐为六水合硝酸镍；可溶性钴盐为六水合硝酸钴。

进一步地，步骤(1)中，反应釜中反应温度为180℃，反应时间为6h；离心分离速率为 5000r/min，离心时间为5min。

进一步地，步骤(2)中，热解温度为400℃，热解时间为4h，升温速率为2℃/min。