[发明专利]一种ZnO包覆Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料及其制备方法

摘要

一种ZnO包覆Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料及其制备方法，其特征在于采用喷雾干燥方法合成Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜后，利用喷雾干燥过程中颗粒表面形成的碱式盐中的羟基，采用偶联剂表面包覆ZnO，提高材料的电子导电能力；而后在高真空条件下，采用特定的热处理步骤去除体系中的结晶水，形成ZnO包覆Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料。体系中的掺杂Ni2+、Co2+离子使得Cu‑O空间结构产生畸变，扩展锂离子扩散迁移通道，提高其锂离子电导率；特别有益的是材料为非晶体，各向同性，有利于锂离子的快速传导。从而大幅度提高硝酸铜的综合电化学性能。

主权项

一种ZnO包覆Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料的制备方法，其特征为：将三水合硝酸铜、三水合硝酸铜物质的量0.5‑5％的六水合硝酸镍、三水合硝酸铜物质的量0.5‑5％的六水合硝酸钴溶解在去离子水中形成总金属离子浓度为0.5‑1.5mol·L‑1的溶液，将该溶液以1‑10mL·min‑1的速度通过蠕动泵通入喷雾干燥机的进样口，其他操作条件为：进风量0.5‑3.5m3·min‑1、进风口温度100℃‑130℃、出风口温度80℃‑95℃；将收集得到的固体与固体质量百分比0.2‑0.8％的钛酸酯偶联剂、固体质量百分比0.5‑5％的二水合醋酸锌、固体质量百分比0.2‑1％的丙三醇和环己烷以体积比为1∶1的混合液体混合后放入球磨机，球磨子与物料的质量比为20∶1，以200‑400转/分钟的速度球磨10‑20小时，球磨完毕后取出物料，在60℃‑80℃干燥箱内干燥10‑20小时后放入管式炉中，抽取管式炉中空气至气体压力小于0.5‑3Pa，以2‑10℃/分钟的速度升温到75‑95℃并在此温度下保持8‑15分钟并始终保持压力小于0.5‑3Pa；其后通入流量为1‑10L·min‑1纯度高于体积百分比99.9％的氩气，并同时以20‑30℃/分钟的速度升温到120‑130℃并在此温度下保持5‑15分钟；制得该ZnO包覆Ni2+、Co2+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料。