CN108264099B - 一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 - Google Patents
一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108264099B CN108264099B CN201810004956.7A CN201810004956A CN108264099B CN 108264099 B CN108264099 B CN 108264099B CN 201810004956 A CN201810004956 A CN 201810004956A CN 108264099 B CN108264099 B CN 108264099B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel oxide
- negative electrode
- electrode material
- preparation
- dimensional sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/04—Oxides; Hydroxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法。(1)将质量比为1:1的六水合氯化镍和葡萄糖混合,加入去离子水在强搅拌下使其全部溶解,去离子水的量以能够完全溶解试剂为宜;(2)将步骤(1)所得液体置于马弗炉中,在空气气氛中从室温加热至600℃,升温速度5℃/分钟,在600℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。本发明方法十分简便、成本低、产率高、制备条件易于控制,适用于大规模生产,制备的氧化镍材料作为锂离子电池负极材料具有较高的循环稳定性和倍率性能。
Description
技术领域
本发明属于化学电源技术领域,具体涉及一种锂离子电池用高性能氧化镍负极材料的制备方法。
技术背景
目前商用的锂离子电池负极材料主要为石墨材料,但是石墨材料容量较低(理论容量仅为372mAhg-1),严重阻碍了锂离子电池整体能量密度的提升。与石墨负极材料相比,氧化镍具有容量高(理论比容量为718mAhg-1)、环境友好、安全性好、成本较低等优点被认为是非常具有应用前景的新一代锂离子电池负极材料之一。然而,氧化镍作为锂离子电池负极材料在嵌/脱锂过程中会发生明显的体积变化导致颗粒粉化、团聚,使其活性降低,从而导致其循环稳定性和倍率性能变差。微观结构调控一直以来被认为是改善材料电化学性能的重要途径之一。目前,制备具有特殊形貌的氧化镍负极材料的方法主要是水热法、静电纺丝法、溶胶凝胶法等。但这些制备方法普遍存在制备工艺复杂、过程不易控制、成本较高等缺点。为此,本发明提出一种十分简便的制备具有特殊形貌(二维片状形貌)的高性能氧化镍负极材料的新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法。
具体步骤为:
(1)将质量比为1:1的六水合氯化镍和葡萄糖混合,加入去离子水在强搅拌下使其全部溶解,去离子水的量以能够完全溶解试剂为宜。
(2)将步骤(1)所得液体置于马弗炉中,在空气气氛中从室温加热至600℃,升温速度5℃/分钟,在600℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。
本发明方法十分简便、成本低、产率高、制备条件易于控制,适用于大规模生产,制备的氧化镍材料作为锂离子电池负极材料具有较高的循环稳定性和倍率性能。
附图说明
图1为实施例2制备的氧化镍负极材料的XRD图谱。
图2为实施例2制备的氧化镍负极材料的SEM图。
图3为实施例2制备的氧化镍负极材料在1A/g电流密度下的循环性能曲线。
图4为实施例2制备的氧化镍负极材料在3A/g电流密度下的循环性能曲线。
图5为实施例2制备的氧化镍负极材料在不同电流密度(1、3、5、7、10A/g)下的倍率性能曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,需要指出的是以下实施例是为了本领域的技术人员更好地理解本发明,而不是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例1:
(1)将2.0g NiCl2.6H2O和2.0g葡萄糖混合均匀。
(2)将步骤(1)所得的混合物在空气气氛中从室温加热至600℃,升温速度5℃/分钟,在600℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。
实施例2:
(1)将2.0g NiCl2.6H2O和2.0g葡萄糖混合,再向其中加入5mL去离子水在强搅拌下使其恰好全部溶解。
(2)将步骤(1)所得的混合溶液在空气气氛中从室温加热至600℃,升温速度5℃/分钟,在600℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。
实施例3:
(1)将2.0g NiCl2.6H2O和2.0g葡萄糖混合,再向其中加入10mL去离子水在强搅拌下使全部溶解。
(2)将步骤(1)所得的混合溶液在空气气氛中从室温加热至600℃,升温速度5℃/分钟,在600℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。
电化学性能测试:将实施例中制备的氧化镍作为活性材料,导电炭黑(Super P)作为导电剂,聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂按质量比6:3:1的比例混合研磨均匀后,加入适量的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),调匀成浆后均匀涂覆在铜箔上,在80℃下真空干燥12小时,冲裁后得到电极片。以氧化镍电极片为工作电极,金属锂片为对电极,聚丙烯多孔膜(Celgard2400)为隔膜,1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合液(v(EC):v(DMC):v(DEC)=1:1:1)为电解液,在充满氩气的手套箱中组装成CR2016型扣式电池。采用深圳新威公司的BTS-5V/10mA型充放电测试仪测试电池的恒流充放电及倍率性能,充放电电压范围为0.01~3.0V,其中倍率性能测试的电流密度分别为1、3、5、7和10A/g,循环性能测试的电流密度为1A/g。实施例1~3样品的电化学性能测试结果列于表1中。
表1:实施例1~3样品的性能测试结果
如表1所示,实施例1~3制备的负极材料具有较好的倍率性能和循环稳定性,但对比3个实施例可知,实施例2具有相对更好的倍率性能和循环稳定性。表2给出了实施例2在电流密度为1A/g下循环200圈后再分别在电流密度为3、5、7、10A/g下循环30圈的放电比容量和在电流密度分别为1A/g和3A/g时循环500圈的放电比容量及库仑效率。
表2:实施例2样品的性能测试结果
如图1所示,为实施例2制备的负极材料的XRD图谱。从图中可以看出,本发明制备的负极材料为氧化镍负极材料。
如图2所示,为实施例2制备的负极材料的SEM图。从图中可以看出,本发明制备的氧化镍负极材料具有二维片状形貌。
如图3和图4所示,为实施例2制备的氧化镍负极材料在1A/g和3A/g电流密度下的循环性能曲线。从图中可以看出,本发明制备的氧化镍负极材料具有较好的电化学循环稳定性。
如图5所示,为实施例2制备的氧化镍负极材料在不同电流密度(1、3、5、7、10A/g)下的倍率性能曲线。从图中可以看出,本发明制备的氧化镍负极材料具有较好的倍率性能。
Claims (2)
1.一种二维片状氧化镍负极材料的制备方法,其特征在于具体步骤为:
(1) 将质量比为1:1的六水合氯化镍和葡萄糖混合,加入去离子水在强搅拌下使其全部溶解,去离子水的量以能够完全溶解试剂为宜;
(2) 将步骤(1)所得液体置于马弗炉中,在空气气氛中从室温加热至600 ℃,升温速度5 ℃/分钟,在600 ℃条件下烧结3小时,得到二维片状氧化镍负极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备的二维片状氧化镍负极材料的应用,其特征在于所述二维片状氧化镍负极材料能应用于制备高性能锂离子电池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810004956.7A CN108264099B (zh) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | 一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810004956.7A CN108264099B (zh) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | 一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108264099A CN108264099A (zh) | 2018-07-10 |
CN108264099B true CN108264099B (zh) | 2019-11-26 |
Family
ID=62773347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810004956.7A Active CN108264099B (zh) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | 一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108264099B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109742341B (zh) * | 2018-12-20 | 2022-05-31 | 桂林理工大学 | 葡萄糖辅助制备高储锂性能Fe掺杂二维多孔NiO电极材料的方法 |
CN110015695A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-07-16 | 复旦大学 | 一种金属氧化物纳米片的通用制备方法 |
CN112614981A (zh) * | 2020-12-20 | 2021-04-06 | 桂林理工大学 | 锂离子电池用二维片状Fe3O4/C复合电极材料的制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103227327A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-31 | 天津大学 | 二维碳纳米片层锂离子电池负极材料的热解制备方法 |
CN105895874B (zh) * | 2016-04-25 | 2018-09-07 | 绍兴文理学院 | 制备石墨烯/二氧化锡量子点锂离子电池负极材料的方法 |
CN106207115B (zh) * | 2016-07-20 | 2017-07-28 | 华中科技大学 | 一种氢氧化镍电极材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-01-03 CN CN201810004956.7A patent/CN108264099B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108264099A (zh) | 2018-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104157831B (zh) | 一种核壳结构的尖晶石镍锰酸锂、层状富锂锰基复合正极材料及其制备方法 | |
CN103682316B (zh) | 长寿命、高容量锂离子电池三元正极材料的制备方法 | |
CN104577096B (zh) | 一种锂离子电池正极材料及其制备方法、电池 | |
CN110429268A (zh) | 一种改性硼掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法与应用 | |
CN110943213A (zh) | 一种MOF衍生多孔碳盒负载Co3V2O8复合负极材料及其制备方法和应用 | |
CN109273760A (zh) | 一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法 | |
CN107492637B (zh) | 一种多孔碳掺杂金属氧化物及由其制备的锂离子电池 | |
CN104835957B (zh) | 一种锂离子电池所用高镍三元材料的制备方法 | |
CN108264099B (zh) | 一种锂离子电池用高性能二维片状氧化镍负极材料的制备方法 | |
CN109148859A (zh) | 一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法 | |
CN103515582A (zh) | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制法 | |
CN103872331A (zh) | 锂离子正极材料的铝包覆方法 | |
CN102916195A (zh) | 一种石墨烯包覆氧化铜复合负极材料及其制备方法 | |
CN105355892A (zh) | 一种锂离子电池负极的制备方法 | |
CN110627031A (zh) | 一种钼掺杂磷化钴碳珊瑚片复合材料的制备方法 | |
CN105304894A (zh) | 一种复合掺杂制备高性能锰酸锂正极材料的方法 | |
CN105742630A (zh) | 一种α-ZnMoO4锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
CN103746109A (zh) | 一种液相法包覆锂离子电池正极材料锰酸锂的方法 | |
CN103178248B (zh) | 锂离子电池锡-钴合金负极材料的制备方法 | |
CN107834070B (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料、锂离子电池及其制备方法 | |
CN104241628A (zh) | 一种二氧化钛修饰的三氧化二铁微球的制法及其制得的产品和用途 | |
CN108281647B (zh) | 一种制备具有微/纳分级二维片状形貌的高性能锂离子电池用氧化铁负极材料的方法 | |
CN108847481A (zh) | 一种高性能锂离子电池用碳包覆多孔三氧化二锰立方体负极材料的制备及应用 | |
CN109742342A (zh) | 一种制备高性能氧化锌/铁酸锌复合电极材料的方法 | |
CN105836728B (zh) | 一种锂离子电池用沥青硬炭负极材料的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230717 Address after: No. 1, Yutai Village, Tangzhuang Town, Dengfeng City, Zhengzhou City, Henan Province 450000 Patentee after: Zhengzhou Songbo New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 541004 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Guilin City Seven Star District Building Road No. 12 Patentee before: GUILIN University OF TECHNOLOGY |
|
TR01 | Transfer of patent right |