氧化铁纳米粒子的含量为65重量百分比以上的情况下，由于在初始的两次循环中发生 电极剥离等的缺点而存在无法体现循环稳定性的问题。
[0038] 并且，通常以包含正极活性物质的混合物的整体重量为基准，添加1至30重量百 分比的上述导电材料。这种导电材料只要不会对电池引起化学变化且具有导电性的，就不 受特殊限制，例如，能够使用天然石墨或人工石墨等石墨；炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、 炉法炭黑、灯黑及热黑等炭黑；碳纤维或金属纤维等导电性纤维；碳纳米管等导电性管；氟 化碳、铝、镍粉末等金属粉末；氧化锌、钛酸钾等导电性晶须；氧化钛等导电性金属氧化物； 聚苯撑衍生物等导电性材料。
[0039] 并且，上述粘合剂作为有助于针对活性物质和导电材料等的相结合和与集电体的 相结合的成分，通常以包含正极活性物质的混合物整体重量为基准，添加1至30重量分的 上述粘合剂。作为这种粘合剂，可具有例如聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素（CMC)、淀 粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶 (EPDM)、磺化三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶及多种共聚物等。
[0040] 上述填充剂作为用于抑制膨胀的成分而被选择性使用，只要不会对上述电池引起 化学变化，就不受特殊限制，例如，使用聚乙烯、聚丙烯等烯烃类聚合剂；玻璃纤维、碳纤维 等的纤维状物质。
[0041] 并且，本发明可提供上述负极材料涂敷于集电体上的电化学元件用负极。
[0042] 例如，上述负极可通过将本发明的负极材料溶解于溶剂来制备浆料，并将上述浆 料涂敷于负极集电体上后，通过干燥及压延来制备。
[0043] 上述负极集电体只要不会对电池引起化学变化，且具有高导电性的，就不受特殊 限制，例如，可使用由不锈钢、镍、铜、钛及它们的合金中的至少一种组成的等，且厚度通常 为 3ym至 500ym〇
[0044] 并且，本发明可提供由包含上述负极材料的负极、正极、隔膜及非水电解液构成的 电化学元件。
[0045] 上述电化学元件可以为锂二次电池。
[0046] 此时，可通过通常的方法来制备上述电化学元件。
[0047] 实施例
[0048] 以下，为了具体说明本发明而举出实施例及比较例来进行详细说明。但本发明的 实施例可变形为多种不同的形态，本发明的范围并不局限于以下所述的实施例。本发明的 实施例是为了使本发明所属技术领域的普通技术人员更加完整地理解本发明而提供。
[0049] 实施例1
[0050] 1-1.氧化铁纳米粒子的制备
[0051] 将2M的氯化铁水溶液、6M的氢氧化钠水溶液及0.6M的硫酸钠水溶液以10:9:1的 体积比放入反应器后，利用叶轮（impeller)来均匀地混合了水溶液。在102°C的对流式电 烘箱中放入上述混合溶液后，反应96小时并得到固体生成物。
[0052] 冷却上述固体生成物之后，利用水和乙醇依次进行了清洗。之后，在真空干燥器中 对生成物进行干燥来得到了氧化铁纳米粒子（粒子大小：500nm)(参照图2)。
[0053]1-2.电池的制备
[0054] 以65:10:25的重量比混合上述制备的氧化铁纳米粒子、导电剂（super-p)及粘 合剂（KF1100)来制成浆料，并在铜集电体涂敷上述浆料后，在120°C的真空烘箱中干燥了 12小时以上。
[0055] 反电极使用了锂金属，且使用了 1M的LiPF6/碳酸乙稀乙醋（EC):碳酸甲乙醋 (EMC)(体积比1:1)作为电解质来制备了硬币型半电池。
[0056] 实施例2
[0057] 以40:30:30的重量比混合在上述实施例1-1中制备的氧化铁纳米粒子、导电剂 (super-p)及粘合剂（KF1100)来制成衆料，并在铜集电体涂敷上述衆料后，在120°C的真空 烘箱中干燥了 12小时以上。
[0058] 反电极则使用了锂金属，且使用了1M的LiPF6/碳酸乙烯酯：碳酸甲乙酯（体积 比1:1)作为电解质来制备了硬币型半电池。
[0059] 比较例1
[0060] 以60:10:25重量比（g)混合以一般的方法制备的50nm的氧化铁纳米粒子导电剂 (super-p)及粘合剂（KF1100)来制备了衆料，且向铜集电体涂敷上述衆料后在120°C的真 空烘箱中干燥了 12小时以上。
[0061] 反电极则利用了锂金属，且电解质使用了 1M的LiPF6/碳酸乙烯酯：碳酸甲乙酯 (体积比1:1)来制备了硬币型半电池。
[0062] 实验 1
[0063] 以如下方式执行了在上述实施例1、实施例2及比较例1中制备的二次电池的性能 评价。在2. 0至0. 005V(vs.Li/Li+)充放电区域中对电池执行了 10次充放电，此时的电流 密度为0. 1C。在以下表1中示出了这些初始充放电效率的结果。并且，以图3的图表示出 了利用实施例2的电池的充放电结果。
[0064] 表 1
【主权项】
1. 一种氧化铁纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括： 制备氯化铁水溶液的步骤； 制备氢氧化钠水溶液的步骤； 混合上述两种溶液的步骤； 搅拌通过上述混合来制备的混合水溶液，同时添加硫酸钠水溶液的步骤；以及 使添加有所述硫酸钠水溶液的混合水溶液在对流式电烤箱中发生反应的步骤。
2. 根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒子的制备方法，其特征在于，还包括对结束反 应后得到的固体生成物进行冷却、清洗及干燥的步骤。
3. 根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述氯化铁水溶 液的浓度为2M至3M，所述氢氧化钠水溶液的浓度为5M至6M，所述硫酸钠水溶液的浓度为 0. 5M 至 1M。
4. 根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述氯化铁水溶 液：氢氧化钠水溶液：硫酸钠水溶液的体积比为10:9:X，其中，X为0<x< 1。
5. 根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述反应步骤在 100至105°C下，在常压条件下执行90至150小时。
6. -种氧化铁纳米粒子，通过权利要求1所述的氧化铁纳米粒子的制备方法制备，其 特征在于，所述氧化铁纳米粒子的粒子大小为500nm至I ym。
7. 根据权利要求6所述的氧化铁纳米粒子，其特征在于，所述氧化铁纳米粒子为椭圆 形粒子形态。
8. -种负极材料，其特征在于，包含如权利要求6所述的氧化铁纳米粒子、导电材料及 粘合剂。
9. 根据权利要求8所述的负极材料，其特征在于，以负极材料的总重量为基准，包含40 至65重量百分比的所述氧化铁纳米粒子。
10. 根据权利要求8所述的负极材料，其特征在于，以负极材料的总重量为基准，包含1 至30重量百分比的所述导电材料，且包含1至30重量百分比的所述粘合剂。
11. 一种负极，其特征在于，包含如权利要求8所述的负极材料。
12. -种电化学元件，其特征在于，由负极、正极、隔膜及非水电解液组成，所述负极为 如权利要求11所述的负极。
13. 根据权利要求12所述的电化学元件，其特征在于，所述电化学元件为锂二次电池。
【专利摘要】本发明涉及氧化铁纳米粒子的制备方法、通过上述方法来制备的氧化铁纳米粒子及包含上述氧化铁纳米粒子的负极材料。
【IPC分类】B82B1-00, B82B3-00, C01G49-06
【公开号】CN104755429
【申请号】CN201480002846
【发明人】李明基, 朴星彬, 姜盛中, 郑王谋
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年1月24日
【公告号】EP2891629A1, US20140220444, WO2014116064A1