[发明专利]一种锂离子电池负极复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极复合材料的制备方法，用溶胶凝胶法制备SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄复合负极材料，将一定化学计量的锶盐、钴盐、铁盐、络合剂加入到去离子水中，加热搅拌至充分溶解，形成混合溶液A；将混合溶液A中滴加适量的氨水，调节溶液的pH至混合溶液呈绿色，得混合溶液B；将混合溶液B在真空干燥箱中加热，得到具有一定粘度的棕红色透明胶体，继续加热直至胶体蓬发，将其转移到烧结炉中进行烧结，获得SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄复合负极材料。通过控制SrFe₁₂O₁₉与CoFe₂O₄质量比、络合剂质量、溶液pH及煅烧温度、时间，制备出颗粒分布均匀、比表面积较大的复合负极材料，该复合材料用于锂离子电池时，具备较高的比容量、充放电速率及较长的循环寿命。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极复合材料的制备方法，属于锂离子电池负极材料技术领域。

背景技术

随着全球能源危机与环境污染的加剧，新能源的发展和应用势在必行。锂离子电池自20世纪90年代实现商品化以来，就得到快速的发展。与传统的化学电池相比，具有质量轻、体积小、电压高、比能量高、工作温度范围宽、比功率大、放电平稳、储存时间长、无记忆效应、无污染等优点。目前，锂离子电池已经广泛的应用在手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品中，在电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）和电网储能系统上表现出广泛的应用前景，被誉为“21世纪的绿色二次电池”。如今各种商业化的锂离子电池负极材料都是以碳类材料为主，碳材料是应用非常广泛的锂离子电池负极材料，碳负极材料具有嵌锂电位低，良好的导电性，自然储备丰富，无污染，制备过程简单，其嵌脱锂过程中的体积膨胀基本在9%以下，表现出较高的库仑效率和优良的循环稳定性能。然而，随着国家对于锂电池性能要求的不断提高，石墨作为负极材料的不足也逐渐显露出来，例如克容量低（372 mAh·g^-1）、循环次数较多时层状结构容易剥离脱落等，限制了锂电池比能量和性能的进一步提升。

SrFe₁₂O₁₉属于六角晶系，不仅作为永磁材料、高密度磁记录介质、磁光器件和微波器件，而且作为锂离子电池负极材料具有较好的储锂性能。CoFe₂O₄属尖晶石结构混合金属氧化物，结构稳定，储锂性能较好。SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄复合负极材料改善了单一铁氧体储锂性能的缺陷，提高复合材料电化学性能。SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄复合负极材料原料丰富、制造成本低、性能稳定，在锂离子电池和磁性材料领域有很好的应用前景。而且SrFe₁₂O₁₉/CoFe₂O₄复合材料作为锂离子电池的负极材料具有合适的电压平台，较高的理论比容量，非常适合目前要求高安全、高容量的锂离子电池负极材料。