[发明专利]Mn0.5-xCuxZn0.5Fe2O4锂离子电池阳极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池阳极材料的制备方法，特别涉及一种Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄锂离子电池阳极材料的制备方法。

背景技术

自1859年Gaston Plante提出铅-酸电池概念以来，化学电源界一直在探索新的高比能量、循环寿命长的二次电池。1990年日本SONY公司率先研制成功并实现商品化的锂离子电池，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面展示了广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益, 迅速成为近几年广为关注的研究热点。

开发锂离子电池的关键之一是寻找合适的阳极材料，使电池具有足够高的锂嵌入量和很好的锂脱嵌可逆性，以保证电池的高电压、大容量和长循环寿命。碳材料因具有较高的比容量已在商业锂离子电池中得到应用，并展示出良好的电化学行为，但仍然存在理论容量低的缺陷。自从P. Poizot等报道了以其他过渡金属氧化物如FeO、CoO、MoO、Cu₂O等作为锂离子二次电池阳极材料的电化学性能以来，其他过渡金属氧化物和铁氧体例如ZnFe₂O₄，CoFe₂O₄等也逐渐成为研究的热点，而且这些材料表现出较高的质量比容量。然而锂离子电池能否成功应用，关键在于能可逆地嵌入脱嵌锂离子的阳极材料的制备。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄锂离子电池阳极材料的制备方法，制备的Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄锂离子电池阳极材料能够实现电池的高容量充放电，并且循环寿命长。

本发明的Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄锂离子电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

1）按照以下原子百分比称取硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜：Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄，其中_X = 0.1~0.4；

2）将步骤1）称取的硫酸盐溶于去离子水中，搅拌配成混合溶液； 

3）往步骤2）配成的混合溶液中逐滴加入碳酸氢铵溶液，并不断搅拌；

4）将铜片插入到步骤3）得到的混合溶液中，在150~200℃下水热反应15~30小时，得到生长有Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄纳米粒子的铜片；

5）冲洗干燥步骤4）得到的生长有Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄纳米粒子的铜片，得到Mn_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄锂离子电池阳极材料。

进一步，所述步骤4）中，先用稀盐酸清洗去除铜片表面的氧化层，再将铜片插入到步骤3）得到的混合溶液中。

进一步，所述步骤4）中，水热反应温度为180℃，反应时间为24小时。