[发明专利]双金属磷化物/碳材料、负极材料、锂离子电池及方法

说明书

本申请实施例提供了一种双金属磷化物/碳材料、负极材料、锂离子电池及方法，所述双金属磷化物/碳材料的形貌为均匀的三维多孔结构，所述双金属磷化物/碳材料的分子式为A_xB_yP/C，其中，A和B分别为不同的过渡金属元素，x用于表征过渡金属A的含量，y用于表征过渡金属B的含量。本申请实施例提供的三维有序孔双金属磷化物/碳锂离子电池负极材料具有比容量高、循环寿命长和倍率性能好的优点。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种双金属磷化物/碳材料、负极材料、锂离子电池及方法。

背景技术

锂离子电池是一种新型高效的化学电源，具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小和工作温度范围宽等优点，是当今各种便携式电子产品的理想化学电源，也是未来电动汽车优选动力电源，具有广阔的应用空间和经济价值。

锂离子电池通常由正极、负极和电解液组成。当对锂离子电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极，到达负极的锂离子嵌入负极中，其中嵌入负极的锂离子数量越多，充电容量越高；当对锂离子电池放电时，嵌在负极中的锂离子脱离，经过电解液回到正极，其中回到正极的锂离子越多，放电容量越高。也就是说，锂离子电池中负极材料的容量性能对锂离子电池的能量密度具有重要的影响。

由于过渡金属磷化物具有较高的理论容量，因此常被用作锂离子电池的负极材料。但是，过渡金属磷化物的导电性较差，且在嵌/脱锂离子的过程中体积变化较大，对锂离子电池的充放电性能造成一定的影响。

发明内容

本申请实施例中提供了一种双金属磷化物/碳材料、负极材料、锂离子电池及方法，以利于解决现有技术中过渡金属磷化物的导电性较差，且在嵌/脱锂离子的过程中体积变化较大，进而影响锂离子电池性能的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种双金属磷化物/碳材料，所述双金属磷化物/碳材料的形貌为均匀的三维多孔结构，所述双金属磷化物/碳材料的分子式为AxByP/C，其中，A和B分别为不同的过渡金属元素，x用于表征过渡金属A的含量，y用于表征过渡金属B的含量。

优选地，所述过渡金属A为钴、铁或镍元素；所述过渡金属B为钼或钨元素。

优选地，0.25≤x≤1，0.25≤y≤1。

优选地，所述三维多孔结构包括大孔和介孔，所述大孔的直径为50～500nm，所述介孔的直径为10～30nm。

第二方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池负极材料，包括涂覆层，所述涂覆层为上述第一方面任一项所述的双金属磷化物/碳材料、粘接剂和炭黑的混合物。

优选地，所述双金属磷化物/碳材料、粘接剂和炭黑的比例为7:2:1。

第三方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括：

上述第一方面任一项所述的双金属磷化物/碳材料、粘接剂和炭黑混合，获得混合物；

将所述混合物进行涂布，获得涂覆层，所述涂覆层为锂离子电池负极材料。

第四方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池，包括负极，所述负极采用上述第一方面任一项所述的锂离子电池负极材料制备。

第五方面，本申请实施例提供了一种双金属磷化物/碳材料的制备方法，包括：

将过渡金属A盐和过渡金属B盐溶解于水中，获得过渡金属A盐和过渡金属B盐混合溶液；

将磷酸氢二铵溶解于水中，获得磷酸氢二铵溶液；

将所述磷酸氢二铵溶液加入到所述过渡金属A盐和过渡金属B盐混合溶液中，然后加入柠檬酸，搅拌至凝胶状态，获得第一凝胶；