一种锂离子电池负极材料制备方法与流程

本发明涉一种锂离子电池的负极材料制备方法，属于能源材料与电化学技术领域。

背景技术：

由于锂离子电池具有比容量高、循环寿命长、环境友好和价格低廉等优点，已在移动电子设备等领域得到了广泛应用。近年来，随着全球能源和环境危机的加剧，其在电动汽车和混合动力汽车等新兴市场的需求也越来越旺盛。然而，锂离子电池的实际应用和发展仍存在诸如安全、性能和成本等问题。目前商用的锂离子电池负极材料大多是碳材料，但其理论比容量只有372mAh·g-1，并且在嵌锂时容易产生锂枝晶，对电池的安全和循环性能都有严重影响。同时，碳材料的体积比容量较低，倍率性能有限，不能满足下一代可移动电子设备和电动交通工具的需求。因此，日益增强的能量存储需求迫使人们去开发高容量，快充放，长寿命和环境友好的锂离子电池负极材料。

技术实现要素：

本发明的发明目的是提供一种倍率性能优异、循环稳定性好的纳米氧化锰用于锂离子电池的负极材料，以及这种负极材料制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

（1）称取2.13-2.65g高锰酸钾和1.33-1.67g维生素C分别溶解在35-50mL去离子水中，使用磁力搅拌器加速溶解；

（2）将高锰酸钾溶液缓慢倒入维生素C溶液中,在80-100°C下磁力搅拌5-8h,溶液中有沉淀产生；

（3）抽滤、提取沉淀物,在70°C真空烘干3-6h,得到氧化锰沉淀物；

（4）洗涤、干燥得到的氧化锰沉淀物，然后在氨气气氛中，500-1000摄氏度条件下保温2-6h；

（5）将氧化锰沉淀物在管式炉中于300-500°C预烧3h，再在600-800°C下煅烧8h；

（6）自然冷却后进行研磨，得到最终产物—纳米氧化锰。

通过上述方法制得的纳米氧化锰材料具有较高的比容量，稳定的循环性能和较好的倍率特性。这是由于纳米材料具有更大的比表面积，能够有效增大电极材料与电解液和导电炭黑的接触，便于锂离子和电子传输，从而改善氧化锰在充放电过程中的反应动力学特性,使得更多的氧化锰参与转化反应。此外，一次纳米颗粒团聚形成的二次颗粒，可在一定程度上缓冲氧化锰材料在充放电过程中产生的体积变化，在改善材料循环稳定性的同时提高了材料的堆积密度，有利于提高锂离子电池的体积能量密度和功率密度，加快锂离子电池在电子器件、电动汽车和电站储能等领域的实际应用。

附图说明

图1为运用本发明中的纳米氧化锰制成的锂离子循环性能和库伦效率数据图。

图2为运用本发明中的纳米氧化锰制成的锂离子倍率特性数据图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

一种锂离子电池负极材料制备方法，包括如下步骤：

（1）称取2.13-2.65g高锰酸钾和1.33-1.67g维生素C分别溶解在35-50mL去离子水中，使用磁力搅拌器加速溶解；

（2）将高锰酸钾溶液缓慢倒入维生素C溶液中,在80-100°C下磁力搅拌5-8h,溶液中有沉淀产生；

（3）抽滤、提取沉淀物,在70°C真空烘干3-6h,得到氧化锰沉淀物；

（4）洗涤、干燥得到的氧化锰沉淀物，然后在氨气气氛中，500-1000摄氏度条件下保温2-6h；

（5）将氧化锰沉淀物在管式炉中于300-500°C预烧3h，再在600-800°C下煅烧8h；

（6）自然冷却后进行研磨，得到最终产物—纳米氧化锰。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。