[发明专利]制备纳米NiO锂离子电池负极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池材料制作领域技术，尤其是指一种制备纳米NiO锂离子电池负极材料的方法。

背景技术

随着新兴经济的快速发展，全球能源消耗量急剧增长。锂离子电池以其高电压、高能量密度、循环寿命长、安全性能好、成本低廉等优点在电脑、相机和移动电话等便携式电子设备上已经得到了广泛的应用。近年来，世界各国都在积极开展锂离子电池运用于混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（PEV）等的研究，但锂离子电池作为车载动力电池的主要瓶颈是锂离子电池负极材料的性能。

石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料，然而，石墨的理论容量只有372 mAh/g，无法满足动力能源的高比容量的需求。相比于石墨，NiO具有较高的理论容量（718 mAh/g），且廉价、易制取、性质稳定，被认为是一个具有前途的锂离子负极材料。但是，NiO存在循环性差、衰减迅速等缺点。

中国发明专利申请公布号CN 105514421A公开了一种改性氧化镍负极材料及其制备方法，其方法是：中国发明专利申请公布号CN 105514421A公开了一种改性氧化镍负极材料及其制备方法，其方法是：通过制备三价氢氧化物的前躯体，使高价掺杂元素铝、镓等可以进入材料晶格之中，同时产物球形度好、结晶完整、活性好，但是为了将镍钴氧化成三价，该工艺沉淀过程中需要添加多种试剂，并且要控制电位pH值，沉淀后还需陈化、过滤最后再进行喷雾热解。上述方法存在工艺步骤复杂，且产物比容量和循环性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种制备纳米NiO锂离子电池负极材料的方法，其能够提高生产效率、降低制造成本、快速有效制备产物和提高电池循环稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种制备纳米NiO锂离子电池负极材料的方法，称取醋酸镍，将所称醋酸镍放入室温马弗炉，升温速度为5°/min，到预定温度500℃-800℃后恒温2-10小时，保温预定时间后取出，在室温下冷却。

作为一种优选方案，：所述醋酸镍为低熔点醋酸镍，其熔点为115℃。

作为一种优选方案，所述醋酸镍为四水醋酸镍。

作为一种优选方案，所述预定温度优选600℃，恒温时间优选6小时。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

本发明采用熔盐燃烧合成法制备出纳米NiO，改性后的NiO作为负极材料循环20次后，其放电容量和充电容量分别为356.9 mAh/g和340.5 mAh/g，明显提高了循环性能，本发明熔盐法具有反应时间短，工艺简单，易实现工业化大规模生产及燃烧合成反应快速的主要优点，又能在较短的时间内能得到晶体完整、粒径小的产物。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例中NiO的X射线衍射图谱；

图2是本发明之较佳实施例中NiO的扫描电镜图；

图3是本发明之较佳实施例中NiO循环性能图。

具体实施方式

本发明揭示了一种制备纳米NiO锂离子电池负极材料的方法，称取醋酸镍，将所称醋酸镍放入室温马弗炉，升温速度为5°/min，到预定温度500℃-800℃后恒温2-10小时，保温预定时间后取出，在室温下冷却。所述醋酸镍为低熔点醋酸镍，其熔点为115℃并且，所述醋酸镍为四水醋酸镍。所述预定温度优选600℃，恒温时间优选6小时。

下面以具体实施例对本发明做进一步说明：

称取四水醋酸镍9.9922 g放置于300 mL坩锅中，然后，放入室温马弗炉中以5℃/min预热到600℃，在600℃恒温6小时，保温加热反应6h后直接从马弗炉中取出坩锅放置于空气中冷却至室温，得最终产品。

如图1所示，为本具体实施例中得到的NiO的X射线衍射图谱，由图1可知，NiO产物呈现有NiO(JCPDS，No. 47-1049)的结构，表明所制样品为NiO。

如图2所示，为本具体实施例中得到的NiO的扫描电镜图，由图2可知所制样品微观形貌为约60纳米颗粒状，说明制备的NiO为纳米NiO。

通过Land电池测试仪测试电池的在不同条件下的充放电性能，如图3所示是本发明在具体实施例中电压为0.01-2.5 V，0.5C（1C＝718 mA/g）条件下循环 20次循环性能图。纳米NiO的首次放电容量为1083.8 mAh/g，高于NiO的理论容量（718 mAh/g）；循环20周后，其放电容量和充电容量分别为356.9 mAh/g和340.5 mAh/g。