[发明专利]玫棕酸锌及其制备方法、锂离子电池负极和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种玫棕酸锌及其制备方法、锂离子电池负极和锂离子电池，包括以下步骤：将可溶性玫棕酸的金属盐的水溶液与可溶性锌盐的水溶液混合、搅拌；搅拌后将溶液在160～200℃的温度下恒温进行水热反应，反应得到的沉淀即为玫棕酸锌。该制备方法简单易行，原料来源于天然生物质和常见金属元素，成本低廉、环境友好，制备的玫棕酸锌材料比容量高、倍率性能和循环性能优异。具有成本低、环境友好、生物可再生、和可设计性等诸多优点，是一种具有吸引力的低成本和可持续的电池电极材料。

技术领域

本发明涉及锂电池制备技术领域，具体而言，涉及一种玫棕酸锌及其制备方法、锂离子电池负极和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池已经广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机等便携式电器中，在电动汽车和大规模储能领域也具有广阔的应用前景。

锂离子电池四大关键材料包括：正极、负极、隔膜和电解液。正极是决定锂电池性能和成本的重要因素，也是制约电池容量进一步提高的关键因素；是电池能量密度提高的关键技术突破方向，随着技术发展，电池能量密度不断提升。正极材料在动力电池生产成本中占20％-30％。负极材料是锂离子电池重要组成部分，性能优异的负极材料具备较高比能量、相对锂电极的电极电势低、充放电反应的可能性好、与电解液兼容性好，约占锂离子电池成本10％-15％。

目前，制约锂离子电池应用于电动汽车和大规模储能领域的原因包括锂离子电池成本高、能量密度低等问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种玫棕酸锌的制备方法，以部分解决上述技术问题，该制备方法简单易行，原料来源于天然生物质和常见金属元素，成本低廉、环境友好。

本发明的第二目的在于提供一种玫棕酸锌的制备方法所制备的玫棕酸锌材料比容量高、倍率性能和循环性能优异。具有成本低、环境友好、生物可再生、和可设计性等诸多优点，是一种具有吸引力的低成本和可持续的电池电极材料。

本发明的第三目的在于提供一种所述的玫棕酸锌制备的锂离子电池的负极材料。

本发明的第四目的在于提供一种锂离子电池，由上述负极材料和正极材料，以及隔膜和电解质组成的锂离子半电池或全电池，具有良好的充放电性能，并且成本低，能量密度大。

本发明的第五目的在于提供一种锂离子电池的应用，用于电动车等用电设备。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种玫棕酸锌的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性玫棕酸的金属盐的水溶液与可溶性锌盐的水溶液混合、搅拌；搅拌后将溶液在160～200℃的温度下恒温进行水热反应，反应得到的沉淀即为玫棕酸锌。

优选的，所述可溶性玫棕酸的金属盐包括玫棕酸钠和/或玫棕酸二钠。

优选的，所述可溶性玫棕酸的金属盐与所述可溶性锌盐中C₆O₆^2-与Zn²⁺的摩尔比为0.2～3：0.2～4，更优选的摩尔比为1～2：1～2。

优选的，所述可溶性锌盐包括氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌及其水合物中的一种或者几种的组合。

优选的，所述水热反应的时间为8～16小时，更优选为10～12小时。

优选的，所述水热反应在高压反应釜中进行。