CN109942004B - 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途 - Google Patents

一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途 Download PDF

Info

Publication number
CN109942004B
CN109942004B CN201910285869.8A CN201910285869A CN109942004B CN 109942004 B CN109942004 B CN 109942004B CN 201910285869 A CN201910285869 A CN 201910285869A CN 109942004 B CN109942004 B CN 109942004B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strontium
nano material
magnesium silicate
reaction
silicate nano
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201910285869.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109942004A (zh
Inventor
王超
李星
韩雄
黄水平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Magnesium Tongda New Material Technology Harbin Co ltd
Original Assignee
Ningbo University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo University filed Critical Ningbo University
Priority to CN201910285869.8A priority Critical patent/CN109942004B/zh
Publication of CN109942004A publication Critical patent/CN109942004A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109942004B publication Critical patent/CN109942004B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法,在本发明中将一定量的四水合乙酸镁、乙酸锶、硅酸四乙酯和尿素溶于一定体积的乙醇水溶液中,搅拌,然后把所得的溶液转移至反应釜中进行高压水热反应,将反应得到的沉淀干燥后,置于坩埚内,在马弗炉中煅烧,然后自然降温至室温,得到白色的硅酸锶镁纳米材料。电化学实验证明本方法制备的硅酸锶镁纳米材料作为锂离子电池负极材料具有广阔的应用前景。在整个制备过程中,操作简单,原料成本低,设备投资少,适合批量生产。

Description

一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于材料化学领域,具体涉及到一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途。
背景技术
硅被认为是一种很有可能能够代替石墨的新一代锂离子电池负极材料,首先硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧,储量丰富,所以原材料价格低廉,易于获取。其次硅的理论储锂比容量为4200mAhg-1,并且许多硅基材料的理论比容量都非常高,与传统的石墨材料相比,比容量方面得到了极大的提升。
硅酸盐化合物材料因为具有较高的比容量和充放电平台,被广泛应用于锂离子电池材料的研究(王明月等,硅基材料的纳米结构设计和复合化及其在锂离子电池负极材料中的应用,中国科技论文,2015,10(6),728-734;王志兴等,一种硅酸钛锂锂离子电池负极材料的制备方法,公开号CN105024070B;朱爱民,低温镁九水硅酸钠硅纳米负极材料,公开号CN106784769A;王洪波等,锂离子电池硅基负极材料研究进展,电源技术,2009,33(11),1029-1032;赵彦明等,一种锂离子电池负极材料偏硅酸锂的高温固相制备方法,公开号CN104022282A)。但是如今的硅基材料发展还不完善,尚存在许多问题。其中最大的缺点就是在充放电过程中硅基材料通常会有较大的体积膨胀效应,这会使负极粉化,活性物质与集流柱之间的接触不良,同时又产生新的SEI薄膜,一方面使电解质膜不断增厚,另一方面又发生一些副反应,导致电池的性能急剧下滑。为了更好地提高硅酸盐材料的电化学性能,本发明采用水热法制备了一种硅酸锶镁纳米材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术,提供一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种硅酸锶镁纳米材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法采用以四水合硅酸镁、硅酸锶、硅酸四乙酯为主要原料,加入适量的尿素调节pH,采用水热法合成反应,在马弗炉中进行烧结,得到一种硅酸锶镁MgSr3Si2O8纳米材料,具体包括以下步骤:
1)称取一定量的四水合乙酸镁((CH3COO)2Mg·4H2O)、乙酸锶(CH3COOSr)、硅酸四乙酯(SiC8H20O4)和尿素(CO(NH2)2)溶于一定体积的乙醇水溶液中,水和乙醇的体积比为1:1,搅拌均匀,得混合物溶液;
2)将得到的溶液转移到反应釜中在140~160℃烘箱中恒温反应24h;
3)将反应得到的沉淀干燥后,置于坩埚内,在马弗炉中500℃煅烧3~4h,900℃煅烧2~3h,然后自然降温至室温,得到白色的硅酸锶镁纳米材料,其化学式为MgSr3Si2O8
本发明制备的硅酸锶镁纳米材料性能优异,充放电测试表明该纳米材料作为电池负极材料,充放电循环300次,放电比容量保持为175mAh g-1,库伦效率扔保持在98.5%以上。
与现有技术相比,本发明的特点如下:
本方法制备的硅酸锶镁纳米材料作为锂离子电池负极材料具有广阔的应用前景。在整个制备过程中,操作简单,原料成本低,设备投资少,适合批量生产。
附图说明
图1为本发明制得的硅酸锶镁纳米材料的XRD图;
图2为本发明制得的硅酸锶镁纳米材料的SEM图;
图3为本发明制得的硅酸锶镁纳米材料作为电池材料充放电循环图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
称取1.0mmol四水合乙酸镁((CH3COO)2Mg·4H2O)、3.0mmol乙酸锶(CH3COOSr)、2.0mmol硅酸四乙酯(SiC8H20O4)和4.0mmol尿素(CO(NH2)2)溶于20mL乙醇的水溶液(1:1,V/V),搅拌30min。然后把所得的溶液转移至反应釜中在140℃烘箱中恒温反应24h,过滤沉淀、干燥,得到白色粉末。将所得粉末置于坩埚内,在马弗炉中500℃煅烧4h,900℃煅烧2h,然后自然降温至室温,得到白色的硅酸锶镁MgSr3Si2O8纳米材料。将得到的MgSr3Si2O8纳米材料进行粉末X射线衍射XRD测试(图1),图1显示所制备的材料与MgSr3Si2O8的X射线衍射峰谱相对应;扫描电镜SEM观测结果显示所制备的材料是由细小的纳米颗粒构成(图2);用电化学测试仪测试其电化学性能(图3)。由图3可知,该纳米材料作为电池负极材料,充放电循环300次,放电比容量保持为175mAh g-1,库伦效率扔保持在98.5%以上。
实施例2
称取0.5mmol四水合乙酸镁((CH3COO)2Mg·4H2O)、1.5mmol乙酸锶(CH3COOSr)、1.0mmol硅酸四乙酯(SiC8H20O4)和2.0mmol尿素(CO(NH2)2)溶于15mL乙醇的水溶液(1:1,V/V),搅拌30min。然后把所得的溶液转移至反应釜中在150℃烘箱中恒温反应24h,过滤沉淀、干燥,得到白色粉末。将所得粉末置于坩埚内,在马弗炉中500℃煅烧3h,900℃煅烧3h,然后自然降温至室温,得到白色的硅酸锶镁MgSr3Si2O8纳米材料。
实施例3
称取2.0mmol四水合乙酸镁((CH3COO)2Mg·4H2O)、6.0mmol乙酸锶(CH3COOSr)、4.0mmol硅酸四乙酯(SiC8H20O4)和8.0mmol(0.480g)尿素(CO(NH2)2)溶于15mL乙醇的水溶液(1:1,V/V),搅拌30min。然后把所得的溶液转移至反应釜中在160℃烘箱中恒温反应24h,过滤沉淀、干燥,得到白色粉末。将所得粉末置于坩埚内,在马弗炉中500℃煅烧3.5h,900℃煅烧2.5h,然后自然降温至室温,得到白色的硅酸锶镁MgSr3Si2O8纳米材料。

Claims (1)

1.一种硅酸锶镁纳米材料作为锂离子电池负极材料的用途,其特征在于,所述硅酸锶镁米材料的化学式为MgSr3Si2O8,其制备方法包括以下步骤:
1)称取四水合乙酸镁、乙酸锶、硅酸四乙酯和尿素溶于乙醇水溶液中,水和乙醇的体积比为1:1,搅拌均匀,得混合物溶液;
2)将得到的溶液转移到反应釜中在140~160℃烘箱中恒温反应24h;
3)将反应得到的沉淀干燥后,置于坩埚内,在马弗炉中500℃煅烧3~4h,900℃煅烧2~3h,然后自然降温至室温,得到所述硅酸锶镁纳米材料;
参加反应的溶剂、试剂或原料均为化学纯。
CN201910285869.8A 2019-04-10 2019-04-10 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途 Expired - Fee Related CN109942004B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285869.8A CN109942004B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285869.8A CN109942004B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109942004A CN109942004A (zh) 2019-06-28
CN109942004B true CN109942004B (zh) 2022-03-08

Family

ID=67014180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910285869.8A Expired - Fee Related CN109942004B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109942004B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110980748B (zh) * 2019-12-31 2023-03-24 中南大学 一种超细硅酸镱粉体材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1640985A (zh) * 2004-01-06 2005-07-20 孙家跃 365nm紫外线激活的颜色可调蓝色荧光材料
TW200925247A (en) * 2007-12-12 2009-06-16 Wang yong qi Three spectral band phosphor powder for using in multilayered agricultural film
CN102092725A (zh) * 2010-12-01 2011-06-15 西南科技大学 一种利用废旧锶钡玻璃生产水合结晶硅钛酸钠的方法
CN104178137A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 镨掺杂铟硅酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件
CN104212447A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 海洋王照明科技股份有限公司 铥掺杂双碱土铝硅酸盐上转换发光材料、制备方法及其应用
CN104741109B (zh) * 2015-03-07 2017-06-06 华北理工大学 一种多孔Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+@ BiVO4储能自催化复合材料
CN105219389A (zh) * 2015-10-08 2016-01-06 上海应用技术学院 一种稀土Eu、Dy掺杂制备硅酸锶镁粉体的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109942004A (zh) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107681128B (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN108899480A (zh) 一种长循环寿命高比容量镍钴铝正极材料及其制备方法
CN110357168B (zh) 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN112186168B (zh) 一种锌离子电池电极材料及其制备方法和用途
CN113401948B (zh) 锂离子电池负极Fe7S8/Fe2O3复合材料、制备方法及应用
CN111793824A (zh) 一种表面修饰高镍正极材料及其制备方法和应用
CN103996852A (zh) 一种新型纳米磷酸钒锂正极材料的制备方法
CN106887572A (zh) 一种锑‑碳复合材料及其制备方法和应用
CN112290005A (zh) 一种利用盐酸多巴胺制备新型硅碳负极材料的方法
CN109942004B (zh) 一种硅酸锶镁纳米材料及其制备方法与用途
CN110120503B (zh) 一种复合正极材料及其制备方法和应用
CN110683589B (zh) 一种四氧化三钴纳米材料的制备方法
CN112786863A (zh) 一种Zn2SiO4高倍率锂离子电池负极材料的制备方法
CN110980698B (zh) 一种H1.07Ti1.73O4/rGO复合物钠离子电池负极材料的制备方法
CN109786709B (zh) 一种四氧化三铁/碳复合负极材料及其制备方法和用途
CN112768684A (zh) 一类性能优异的钠离子电池层状正极材料以及通过扩大层间距提升其电化学性能的方法
CN112520791A (zh) 一种单晶高镍正极材料的制备方法及其产品及产品用途
CN107591530B (zh) 一种钛酸锂负极材料的改性方法
CN106025343A (zh) 一种锂离子电池负极多孔氧化锡材料的制备方法
CN114639805B (zh) 多孔结构磷化镍@碳负极材料的制备方法及其应用
CN105576199A (zh) 一种新型纳米钛酸锰锂LiMnxTiO4正极材料的制备方法
CN104393289B (zh) 一种磷酸锰锂纳米微球的制备方法及产品
CN113964390A (zh) 卤素离子掺杂llzo固体电解质及制备方法
CN112349892A (zh) 一种包覆改性的高镍正极材料及其制备方法和用途
CN105742617A (zh) 一种锂离子电池正极材料铜酸锂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230116

Address after: No. 1061-5, 1st Floor, Commercial Building, No. 42, Yongwai Donggengli, Dongcheng District, Beijing, 100010

Patentee after: China Magnesium Tongda New Material Technology (Beijing) Co.,Ltd.

Patentee after: Harbin Leading Technology Co.,Ltd.

Patentee after: Heilongjiang Longtou Information Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 2202, 22 / F, Wantong building, No. 3002, Sungang East Road, Sungang street, Luohu District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen dragon totem technology achievement transformation Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20230116

Address after: Room 2202, 22 / F, Wantong building, No. 3002, Sungang East Road, Sungang street, Luohu District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen dragon totem technology achievement transformation Co.,Ltd.

Address before: 315211, Fenghua Road, Jiangbei District, Zhejiang, Ningbo 818

Patentee before: Ningbo University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230411

Address after: No. 4, Floor 25, Building B, Yongjiu Commercial Building, Nangang District, Harbin, Heilongjiang Province, 150000 (residential)

Patentee after: China Magnesium Tongda New Material Technology (Harbin) Co.,Ltd.

Address before: No. 1061-5, 1st Floor, Commercial Building, No. 42, Yongwai Donggengli, Dongcheng District, Beijing, 100010

Patentee before: China Magnesium Tongda New Material Technology (Beijing) Co.,Ltd.

Patentee before: Harbin Leading Technology Co.,Ltd.

Patentee before: Heilongjiang Longtou Information Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220308

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee