层状多孔氧化铁电极材料及其制备方法、锂离子电池电极片及其制备方法和锂离子电池与流程

文档序号:12682136阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种层状多孔氧化铁电极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

1)将铁盐、沉淀剂与溶剂混合以制得铁盐溶液;

2)将导向剂与溶剂混合以制得导向剂溶液;

3)将所述铁盐溶液、导向剂溶液进行混合,接着进行水热反应,然后将反应体系冷却、收集反应体系内的固体产物并洗涤,最后将所述固体产物进行干燥以制得前驱体;

4)将所述前驱体煅烧以制得所述层状多孔氧化铁电极材料。

2.根据权利要求1的制备方法,其中,在步骤1)中,相对于20mL的所述溶剂,所述沉淀剂的用量为1.5g以下;并且所述铁盐溶液中铁盐的浓度为0.01-1.0mol/L;

优选地,所述铁盐溶液中铁盐的浓度为0.02-0.3mol/L。

3.根据权利要求1的制备方法,其中,在步骤2)中,相对于20mL的所述溶剂,所述导向剂的用量为10g以下;

优选地,相对于20mL的所述溶剂,所述导向剂的用量为3g以下。

4.根据权利要求1-3中任意一项的制备方法,其中,在步骤3)中,所述铁盐溶液与导向剂溶液体积比为1:0.9-1.1;

优选地,所述铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁和硝酸铁中的至少一者,优选硫酸亚铁;

更优选地,所述沉淀剂选自尿素、六亚甲基四胺、氨水和氢氧化钠中的至少一者;

进一步优选地,所述导向剂选自明胶、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素钠和卡拉胶中的至少一者;

更进一步优选地,在步骤1)和/或步骤2)中,所述混合采用超声震荡的方式进行,优选超声震荡的时间为1-3min;

再更进一步优选地,在步骤1)和/或步骤2)中,所述溶剂为极性溶剂,优选去离子水。

5.根据权利要求4的制备方法,其中,在步骤3)中,所述水热反应至少满足以下条件:反应温度为100-180℃,反应时间为5-24h;

更优选地,在步骤3)中,所述混合至少满足以下条件:混合时间为30min以下,优选10-15min;

进一步优选地,在步骤3)中,所述干燥至少满足以下条件:干燥温度为50-70℃,干燥时间为10-15h;

更进一步优选地,在步骤3)中,所述洗涤具体为:将所述固体产物依次通过水、无水乙醇洗涤2-4次。

6.根据权利要求5的制备方法,其中,在步骤4)中,所述煅烧至少满足以下条件:煅烧温度为450-750℃,煅烧时间为0.5-6h,煅烧氛围为空气、氮气或者H2/Ar混合气,优选煅烧时间为1.5-2.5h;

优选地,在所述煅烧之前,步骤4)还包括升温工序,具体为:将所述前驱体自15-35℃以1-10℃/min的速率升温至450-750℃。

7.一种层状多孔氧化铁电极材料,其特征在于,所述层状多孔氧化铁电极材料通过权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制备而得。

8.一种锂离子电池电极片,其特征在于,所述锂离子电池电极片包括金属载片和涂覆层,其中,所述涂覆层由粘合剂、超级P-Li导电炭黑和如权利要求7所述层状多孔氧化铁电极材料组成;

优选地,所述粘合剂、超级P-Li导电炭黑和层状多孔氧化铁电极材料的重量比为70:15-25:5-15;

更优选地,所述金属载片为铜箔,所述粘合剂为PVDF(聚偏二氟乙烯)。

9.一种如权利要求8所述锂离子电池电极片的制备方法,其特征在于,将所述粘合剂、超级P-Li导电炭黑和层状多孔氧化铁电极材料研磨混匀以制得均匀浆料,接着将所述均匀浆料涂覆于金属载片上,然后烘干,压实以制得所述锂离子电池电极片。

10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的工作电极为如权利要求8所述锂离子电池电极片;

优选地,所述锂离子电池的参比电极和对电极为金属锂片。

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