[发明专利]一种锂离子电池用铁酸锌纳米纤维负极材料的制备方法

摘要

一种锂离子电池用铁酸锌纳米纤维负极材料及制备方法，属于高分子材料和化学电源技术领域。本发明材料是一种锂离子电池用铁酸锌纳米纤维材料，具有较大的比表面积。本发明方法首先利用静电纺丝技术制备出PAN/PVP/C₄H₆ZnO₄/Fe(NO₃)₃复合纳米纤维，然后经过高温煅烧得到铁酸锌纳米纤维。本发明制备工艺简单易控制，生产成本低。本发明材料作为锂离子电池负极电极材料，克服了其他方法制备的铁酸锌纳米颗粒作为锂离子电池负极材料时首次循环效率低、循环稳定性和快速充放电能力差等缺点，提供了一种锂离子电池用铁酸锌纳米纤维负极材料及制备方法，该材料具有较高的初始放电容量和循环稳定性，提高了负极材料的高功率特性和快速充放电能力，比较适用于便携式设备中移动电源的发展要求。

主权项

一种锂离子电池用氧化锌纳米纤维负极材料的制备方法，其特征在于，静电纺丝法及高温煅烧，包括以下步骤：1)称取一定量的聚丙烯腈(PAN)溶解于N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)配制质量分数为8～12％的DMF溶液，搅拌均匀，然后将聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)按PAN/PVP=9∶1加入上述溶液中，最后加入乙酸锌(C₄H₆ZnO₄·2H₂O)和硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)(摩尔比为1∶2)，总质量为PAN+PVP总质量的50％，放入磁性转子，并调节适当转速，所配溶液用磁力搅拌器搅拌20～60min至完全溶胀，然后在室温下搅拌12～24小时至均匀。2)将步骤1)配制的纺丝溶液在静电纺丝装置中纺出均匀的纳米纤维膜，纺丝条件：电压为10～20KV，收集距离为8～25cm，纺丝液体流速为0.3～2.0ml/h。3)将步骤2)纺出的纳米纤维膜转入高温管式炉中，从室温加热到600～900℃，升温速率为0.5～5℃/min。