CN106229507A - 一种锂离子电池及其负极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池，采用钨酸镍纳米纤维作为负极材料。本发明还公开了锂离子电池负极材料的制备方法：先量取20mL去离子水，再将水合偏钨酸铵0.5912g、四水醋酸镍0.5972g加入到去离子水中，充分搅拌至完全溶解，然后加入1.2g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，得到静电纺丝前驱体溶液，再将静电纺丝前驱体溶液装入10mL注射器中，接着将注射器放入静电纺丝仪中，将溶液推进速率设为0.6mL/h，电压设为12KV，喷头与纺丝接收板距离设为12cm，用铝箔收集纺丝，将纺丝从铝箔上取下后，退火升温升到670℃，在670℃的条件下保温1h，从而得到作为锂离子电池负极材料的钨酸镍纳米纤维。

Description

一种锂离子电池及其负极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池，特别是涉及一种锂离子电池及其负极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，在生产生活过程中有着广泛的应用。随着便携式电子器件，尤其是电动汽车的快速发展，人们对锂离子电池的性能提出了更高的要求。目前商业化的锂离子电池的负极材料是石墨，然而其能量密度仅为372mAh/g,且在高倍率充放电的情况下容易破碎、粉化，严重影响了锂离子电池的循环性能。因此，开发新型锂离子电池负极材料，提高其能量密度、倍率性能和循环性能具有重要的现实意义和商业价值。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的锂离子电池及其负极材料的制备方法。
技术方案：本发明所述锂离子电池负极材料的制备方法，先量取20mL去离子水，再将水合偏钨酸铵0.5912g、四水醋酸镍0.5972g加入到去离子水中，充分搅拌至完全溶解，然后加入1.2～1.5g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，得到静电纺丝前驱体溶液，再将静电纺丝前驱体溶液装入10mL注射器中，接着将注射器放入静电纺丝仪中，将溶液推进速率设为0.4～0.8mL/h，电压设为10～14KV，喷头与纺丝接收板距离设为10～15cm，用铝箔收集纺丝，将纺丝从铝箔上取下后，退火升温升到670℃，在670℃的条件下保温1h，从而得到作为锂离子电池负极材料的钨酸镍纳米纤维。
进一步，所述聚乙烯吡咯烷酮为1.2g。
进一步，所述溶液推进速率设为0.6mL/h。
进一步，所述电压设为12KV。
进一步，所述喷头与纺丝接收板距离设为12cm。
本发明所述的锂离子电池，采用钨酸镍纳米纤维作为负极材料。。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1)本发明将钨酸镍纳米纤维作为负极材料构成的锂离子电池具有高首次充放电库伦效率、高容量，以及良好的循环性能和倍率性能；
2)本发明的制备方法简单、易于操作、成本低；
3)本发明的制备方法制得的钨酸镍纳米纤维样品尺寸均匀，结晶度高。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的XRD图谱；
图2为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的SEM图片；
图2(a)为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的低倍SEM图片；
图2(b)为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的中倍SEM图片；
图2(c)为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的高倍SEM图片；
图3为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的TEM图片；
图3(a)为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的能看到介孔的TEM图片；
图3(b)为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的能看到纳米颗粒直径的TEM图片；
图4为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的循环性能图片；
图5为本发明实施例1制得的钨酸镍纳米纤维的倍率性能图片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的介绍。
实施例1：
本实施例中采用钨酸镍纳米纤维作为锂离子电池的负极材料，其制备方法如下：
先量取20mL去离子水，再将水合偏钨酸铵0.5912g、四水醋酸镍0.5972g加入到去离子水中，充分搅拌至完全溶解，然后加入1.2g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，得到静电纺丝前驱体溶液，再将静电纺丝前驱体溶液装入10mL注射器中，接着将注射器放入静电纺丝仪中，将溶液推进速率设为0.6mL/h，电压设为12KV，喷头与纺丝接收板距离设为12cm，用铝箔收集纺丝，将纺丝从铝箔上取下后，退火升温升到670℃，在670℃的条件下保温1h，从而得到作为锂离子电池负极材料的钨酸镍纳米纤维。
实施例1制备得到的钨酸镍纳米纤维的XRD图谱如图1所示，可见制备得到的钨酸镍纳米纤维的结晶度很高，没有杂相。钨酸镍纳米纤维的SEM图片如图2所示，其中包含三幅图，分别为制备得到的钨酸镍纳米纤维的低倍、中倍和高倍SEM图片。钨酸镍纳米纤维的TEM图片如图3所示，其中包含两幅图，从图3(a)中可以看到钨酸镍纳米纤维具有介孔结构，从图3(b)中可以看到钨酸镍纳米纤维中的纳米颗粒的直径中40nm左右。钨酸镍纳米纤维作为锂离子电池负极的循环性能曲线如图4所示，可见，该电极极在100mA/g的放电电流密度下，首次放电容量为888mAh/g,第二次放电容量高达684mAh/g,在经过100次充放电循环后，其放电容量为514mAh/g，显示了较好的循环性能。钨酸镍纳米纤维的倍率性能如图5所示，可见，该曲线给出了在100、200、500、1000、100mA/g的充放电电流密度下，电极的容量可以达到603、538、412、304、525mAh/g，显示了较好的倍率性能。

Claims (6)

1.锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：先量取20mL去离子水，再将水合偏钨酸铵0.5912g、四水醋酸镍0.5972g加入到去离子水中，充分搅拌至完全溶解，然后加入1.2～1.5g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，得到静电纺丝前驱体溶液，再将静电纺丝前驱体溶液装入10mL注射器中，接着将注射器放入静电纺丝仪中，将溶液推进速率设为0.4～0.8mL/h，电压设为10～14KV，喷头与纺丝接收板距离设为10～15cm，用铝箔收集纺丝，将纺丝从铝箔上取下后，退火升温升到670℃，在670℃的条件下保温1h，从而得到作为锂离子电池负极材料的钨酸镍纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮为1.2g。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述溶液推进速率设为0.6mL/h。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述电压设为12KV。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述喷头与纺丝接收板距离设为12cm。
6.一种锂离子电池，其特征在于：采用钨酸镍纳米纤维作为负极材料。
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