[发明专利]一种液相双组份包覆Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料及其制备方法

摘要

一种液相双组份包覆Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料及制备方法，其特征为采用溶剂转换方法合成Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜并在其颗粒上包覆ZnO和TiO2，形成双组份包覆Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料；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。ZnO包覆能大幅度提高材料的电子导电能力；TiO2包覆提高了材料抵御电解液侵蚀。体系中掺杂Cr3+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，同时掺杂Co2+掺杂能提高电子电导率，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

一种液相双组份包覆Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料的制备过程，其特征为：将三水合硝酸铜、三水合硝酸铜物质的量0.5‑5％的九水合硝酸铬、三水合硝酸铜物质的量0.5‑5％的六水合硝酸钴溶解在无水乙醇中形成总金属离子浓度为0.5‑1.5mol·L‑1的乙醇溶液，将该溶液以15‑30滴·min‑1的速度逐滴加入与该乙醇溶液等质量的甲苯中，滴加的同时用搅拌桨以1200‑1500rpm的速度进行搅拌，滴加完成后持续搅拌5‑15分钟并静置5‑15分钟，将此混合物称为混合物I；将三水合硝酸铜物质的量0.5‑5％的二水合醋酸锌溶解在无水乙醇中形成浓度为0.1‑0.3mol·L‑1的乙醇溶液，将此溶液以20‑60滴·min‑1的速度滴入混合物I中，同时以400‑800rpm的速度进行搅拌至滴加完毕并静置5‑15分钟；将此静置后的体系过滤，得到的固体物质与该固体物质质量0.5‑5％的正钛酸四乙酯、固体物质质量的3‑10％的乙醇、固体物质质量的0.1‑0.3％的去离子水置于球磨机中，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110‑130℃并在此温度下保持5‑15分钟；制得该双组份包覆Co2+、Cr3+掺杂非晶硝酸铜锂电负极材料。