[发明专利]一种一步合成钙钛矿镁离子电池负极材料及其制备方法

摘要

一种一步合成钙钛矿镁离子电池负极材料及其制备方法，其特征为：该负极材料的组成为Mg_0.6Li_0.3K_0.1Ti_0.8Cu_0.1Mn_0.1O₃，制备过程中利用气流携带反应原料快速通过雾化的烧结助剂区域不均匀地粘附烧结助剂，然后在高温管式炉中一步连续获得产物并通过不均匀地粘附烧结助剂将产物颗粒部分粘结成为连续多孔形貌；这样的形貌有利于降低晶界阻力及电子迁移阻力；加快氧化还原反应的速率；还具有一定的结构刚性；进一步通过A位的Li、K共掺杂，提高了电子电导率；通过B位的Mn，Cu掺杂提高钙钛矿结构的稳定性，最终形成高性能的镁离子电池负极材料。

主权项

1.一种一步合成的钙钛矿镁离子电池负极材料，其特征为：组成为Mg0.6Li0.3K0.1Ti0.8Cu0.1Mn0.1O3，制备过程为将六水合硝酸镁、硝酸钾、硝酸锂、二氧化钛、四水合硝酸锰、三水合硝酸铜按照化学计量式Mg0.6Li0.3K0.1Ti0.8Cu0.1Mn0.1O3放入球磨机中，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；将球磨后的物料用载气1以0.5‑3.5m3·min‑1的流速送入合成装置中，该合成装置由超声雾化器、雾滴区域、管式炉和旋风分离器四部分组成；与此同时，启动超声雾化器中浸入在1.0‑1.5mol·L‑1硝酸钾水溶液中功率为250W的浸入式超声换能器，产生雾滴并由流速为0.5‑3.5L·min‑1的载气2从下方携带至雾滴区域；载气1带着球磨后的物料通过雾滴区域后穿过一长度为2‑5米，温度恒定在900‑1200℃的管式炉中并进入旋风分离器中并从下方收集物料；从旋风分离器中收集到的物料在体积比为45∶55的氧气和氩气气氛中以2‑10℃/分钟的速度升温到800‑900℃并在此温度下保持2‑5小时制得该一步合成的钙钛矿镁离子电池负极材料。