[发明专利]一种锂离子电池电极材料、其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种三维结构的锂离子电池电极材料及其制备方法，该电极材料为三维结构镍钴复合物，其中所得化合物的形貌为棒状结构和片层结构的复合结构，棒状结构穿插在片层结构中，所述电极材料为介孔结构，介孔的平均孔径在20nm至40nm之间，所述电极材料的比表面积在45m²/g至90m²/g之间。其制备方法，首先将钴与镍的金属盐与乌洛托品置于溶剂中均匀混合，再将所得溶液置于水热反应釜中，溶剂热温度在100℃至180℃之间，加热5小时至20小时；洗涤干燥后通过氧化、硫化或者磷化处理，得到了三维结构的镍钴双金属氧化物，增加了复合材料的比表面积，具有较高的锂离子电池性能，且工艺简单，成本低廉。

主权项

1.一种锂离子电池电极材料，其特征在于，所述电极材料为三维结构的镍钴复合物，所述镍钴复合物的三维结构为棒状结构和片层结构的复合结构，其中，所述棒状结构穿插在所述片层结构中，所述复合结构中任意一个片层的厚度在5nm到10nm之间，任意一个所述棒状结构的长度在1μm到3μm之间；所述电极材料具有介孔结构，介孔的平均孔径在20nm至40nm之间，所述电极材料的比表面积在45m²/g至90m²/g之间；该电极材料用于锂离子电池负极材料时，首次充放电容量高达1130mAh g^‑1，充电容量高达750mAh g^‑1，其放电平台低至0.6V；所述的电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将钴的金属盐、镍的金属盐与乌洛托品置于溶剂中混合均匀，使得钴元素、镍元素和乌洛托品的摩尔比例为1：0.5～2：1.5～3，得到钴和镍的金属盐的混合溶液；步骤(1)所述钴的金属盐为氯化钴，所述镍的金属盐为乙酸镍；步骤(1)所述溶剂为水或者水与乙醇的混合物；(2)将步骤(1)中得到的混合溶液置于水热反应釜中，在溶剂热温度为100℃至180℃之间，反应5小时至20小时，得到溶剂热产物；(3)将步骤(2)中得到的溶剂热产物，用乙醇和水的混合溶剂洗涤，冷冻干燥，获得干燥产物；(4)将步骤(3)中获得干燥产物，进行氧化、硫化或者磷化。