一种铁酸镍负极材料的改性方法与流程

文档序号:12129995阅读:1027来源:国知局

本发明涉及新能源技术领域,尤其涉及一种铁酸镍负极材料的改性方法。



背景技术:

如今,随着社会对清洁能源需求的增加,锂离子电池在电动汽车和大规模储能领域的应用越来越广泛,与此同时对锂离子电池高能量密度的电化学性能需要进步提高。目前,锂离子电池的研究热点集中在比容量高、循环性能好、安全性能好的负极材料的开法上,在过渡金属氧化物中,NiFe2O4被认为是一种极具应用前景的锂离子电池负极材料。NiFe2O4具有915mAh/g的理论比容量,而且资源丰富,成本较低,对环境友好。但是NiFe2O4材料本身存在电导率低、充放电循环过程中体积变化大等缺陷,导致循环稳定性差,电化学性能不理想。

CN 105702475 A公开了一种超级电容器负极材料铁酸镍及其制备方法,以钛片或不锈钢或泡沫镍为基底,尿素为沉淀剂,氯化亚铁为铁源,采用溶剂合成法制得铁酸镍材料。呈现颗粒状结构,铁酸镍均匀地沉积在钛片表面。

CN 105679547 A公开了一种铁酸镍基锂离子混合电容器及其制备方法。该方法将活性炭与石墨烯的混合材料作为正极材料;以乙醇分散碳材料,溶解硝酸铁、硝酸镍与尿素,通过溶剂热反应得到二元复合材料前驱体,对前驱体原位聚合苯胺得到铁酸镍基的三元复合材料,作为负极材料,并进行预嵌锂处理;六氟磷酸锂作为电解液,组装得到锂离子混合电容器。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种铁酸镍负极材料的改性方法。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种铁酸镍负极材料的改性方法,包括:

(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中,分别加入硝酸镍和硝酸铁,再加入CO(NH2)2,搅拌至完全溶解;

(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中,填充度为75-90%,加温至175-190℃反应18-36小时,冷却并离心分离;

(3)将步骤(2)得到的粉末分散于10-20wt%的蔗糖溶液中,加入分散剂,混合均匀,得到浆状物;

(4)将所述浆状物于100-110℃下烘干,至于惰性气氛中于管式炉中400-420℃下处理30-90min,得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。

本发明所述的方法,集中在对所述工艺的改进,其反应工艺是本发明的发明点,而不是工艺条件的确定。本领域技术人员可以根据最终产品的要求,自由确定所述工艺条件,例如各个物质的含量与比例。本发明不再就其赘述。

本发明所述的改性方法,先合成NiFe2O4/石墨烯复合材料,继而在高温下进行炭化处理,使NiFe2O4/石墨烯复合材料表面均匀包覆碳层。

本发明改性方法得到的材料,其首次放电量为1237mAh/g以上,循环100次以后,其容量保持率在96%以上。由此可知,本发明的改性方法增加了材料的导电性能,提高了充放电过程中的可逆性,改善了材料的循环性能。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种铁酸镍负极材料的改性方法,包括:

(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中,分别加入硝酸镍和硝酸铁,再加入CO(NH2)2,搅拌至完全溶解;

(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中,填充度为75%,加温至175℃反应18小时,冷却并离心分离;

(3)将步骤(2)得到的粉末分散于10wt%的蔗糖溶液中,加入分散剂,混合均匀,得到浆状物;

(4)将所述浆状物于100℃下烘干,至于惰性气氛中于管式炉中400℃下处理30min,得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。

实施例2

一种铁酸镍负极材料的改性方法,包括:

(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中,分别加入硝酸镍和硝酸铁,再加入CO(NH2)2,搅拌至完全溶解;

(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中,填充度为90%,加温至190℃反应36小时,冷却并离心分离;

(3)将步骤(2)得到的粉末分散于20wt%的蔗糖溶液中,加入分散剂,混合均匀,得到浆状物;

(4)将所述浆状物于110℃下烘干,至于惰性气氛中于管式炉中420℃下处理90min,得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。

实施例3

一种铁酸镍负极材料的改性方法,包括:

(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中,分别加入硝酸镍和硝酸铁,再加入CO(NH2)2,搅拌至完全溶解;

(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中,填充度为80%,加温至180℃反应24小时,冷却并离心分离;

(3)将步骤(2)得到的粉末分散于15wt%的蔗糖溶液中,加入分散剂,混合均匀,得到浆状物;

(4)将所述浆状物于100℃下烘干,至于惰性气氛中于管式炉中410℃下处理45min,得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。

实施例1-3改性方法得到的材料,其首次放电量为1237mAh/g以上,循环100次以后,其容量保持率在96%以上。由此可知,本发明的改性方法增加了材料的导电性能,提高了充放电过程中的可逆性,改善了材料的循环性能。

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