CN110364706B - 一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料及其制备方法，由尺寸为200‑500nm的片层状二次颗粒聚集而成，所述片层状二次颗粒由Sb/Sb2O3颗粒分布在石墨类碳材料上形成；其中所述Sb/Sb2O3占总质量的20‑90％，且Sb的质量不大于Sb2O3的质量；所述石墨类碳材料占总质量的80‑10％。本发明利用介质阻挡放电等离子球磨产生的合适的放电强度和机械力的共同作用，形成石墨包覆锑基氧化物的复合结构，显著提高了Sb2O3负极材料在脱锂‑嵌锂过程中的循环稳定性和可逆性，并且改善了电极材料的导电性。所述氧化锑基负极材料可用作锂离子电池负极材料，氧化锑基负极材料具有优良的电化学性能。

Description

一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池制造技术领域，涉及一种锂离子电池的电池材料，具体涉及一种具有高可逆容量的锂离子电池用氧化锑(Sb2O3)基复合负极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、输出功率高、使用寿命长、安全环保等优点被广泛应用于电子通讯、新能源汽车、智能电网等产业，并且能够满足人们对便携式设备所需要的电池小型轻量化的要求。然而，目前商用的锂离子电池电极材料比容量较低，无法满足上述领域的应用需求，因此，新一代锂离子电池性能的提高将主要取决于高比容量电极材料体系的发展。基于嵌锂-脱锂机制的锂离子电池的能量存贮与释放依赖于Li+在正负极材料内部的嵌入和脱出。所以，提高电极材料Li+嵌入和脱出的可逆性对锂离子电池的高能量密度和长寿命至关重要。
相比于已被商业化应用的石墨负极，锑基负极材料具有更高的理论比容量，单质Sb的理论比容量为660mA/g，Sb2O3的理论比容量为1103mAh/g。其中，如果Sb2O3负极材料能够实际应用，将能大幅度提高锂离子电池体系的比容量和能量密度。Sb2O3的嵌锂的通过两步反应完成:(1)转化反应(Sb2O3+6Li+→2Sb+3Li2O)；(2)合金化反应(Sb+xLi+←→LixSb)。由于第一步的转化反应只能部分可逆，因此造成容量损失，使其理论首次库伦效率仅为50％；且在储锂的过程中该种电极材料极易发生体积膨胀，严重影响了电池的循环稳定性。所以锑基负极材料存在首次库伦效率低、循环稳定差等问题。
针对上述锑基负极材料在循环过程中存在的问题，目前最常用的解决方法是将锑基负极材料纳米化、与活性或非活性相复合、结构改善等。其中，将纳米尺度的锑基负极材料与各种碳材料(碳纳米管/纳米纤维、多孔/介孔碳等)进行复合，形成稳定的微纳结构，是国内外研究者常用的解决方法，如CN201110280736.5和CN201210571354.2等专利。研究者们多采用化学合成的方法实现对其微观结构的调控，但该种方法工艺复杂，在批量制备的效率、有效性和稳定性上会有一定的欠缺。因此，寻求高效、简易而可靠的方法对电池负极的制备意义重大。
发明内容
为了解决锑基负极材料存在的上述问题，本发明的首要目的在于提供一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，通过在Sb2O3负极材料中添加以C为基础的石墨类碳材料，用以提高Sb2O3负极材料在脱锂-嵌锂过程中的循环稳定性和可逆性，并且改善电极材料的导电性。
本发明的另一目的是提供一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法。本发明采用介质阻挡放电等离子球磨技术，制备出结构稳定的Sb2O3基复合负极材料，以获得长的充放电循环寿命；在实现以上目的同时还能够起到改善Sb2O3负极嵌锂转化反应的可逆性，提高其首次库仑效率和可逆容量的作用。
本发明的再一目的是提供所述氧化锑基负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，由尺寸为200-500nm的片层状二次颗粒聚集而成，所述片层状二次颗粒由Sb/Sb2O3颗粒分布在石墨类碳材料上形成；其中所述Sb/Sb2O3占总质量的20-90％，且Sb的质量不大于Sb2O3的质量；所述石墨类碳材料占总质量的80-10％。
所述Sb的含量可以为0。
所述氧化锑基负极材料在充放电电流密度为200mA/g下，首次库伦效率范围在74.0％-83.0％之间，200次循环后其容量保持率均大于85％。
所述石墨类碳材料包括普通石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨粉等。
优选的，所述Sb2O3包括晶体Sb2O3和非晶态Sb2O3。
优选的，所述Sb2O3粒径为10-50nm，所述Sb粒径为5-10nm。
优选的，所述石墨类碳材料颗粒度小于30微米。
一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，包括以下步骤：
将氧化锑和石墨类碳材料混合粉体置于介质阻挡放电等离子球磨机内进行球磨即得到所述具有高可逆容量的氧化锑基负极材料；
其中，所述氧化锑和石墨类碳材料的质量比为(1:4)-(9:1)；所述球磨前加入助磨剂，助磨剂的用量为所述氧化锑与石墨类碳材料总质量的1-7％；球磨过程中磨球的质量与混合粉末材料的质量比为15:1-100:1，球磨罐重力加速度为5-10g，球磨罐振幅峰峰值为7-13mm，电流频率为8.8kHz，球磨时间为3-15小时，优选6-15小时。
所述球磨时间仅包括运行时间，不包括停机时间。
所述助磨剂为常规助磨剂，优选无水乙醇。
所述球磨的过程中交流电压为150V，交流电流为1.5A。
所述球磨的过程中放电气体为氩气。
所述球磨的方式为单向运行20-40min，停止运行15-40min，依次循环。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)本发明通过先将氧化锑与石墨类碳材料混合，再对混合粉体进行介质阻挡放电等离子球磨的方法，能够在短时间内获得纳米尺度的氧化锑基负极材料，其中，采用适当的机械力和放电等离子相互配合条件下，Sb2O3超细粒子和等离子体共同作用石墨材料，石墨被逐步减薄成纳米石墨片层和少层状石墨烯结构，避免了石墨的非晶化，最终得到纳米石墨片包覆氧化锑的结构，不仅提高了电极材料的导电性，而且有效的缓解了电池在脱锂-嵌锂过程中的体积膨胀。
(2)本发明在制备的Sb2O3-C复合材料中添加助磨剂无水乙醇，可以有效防止纳米级氧化锑颗粒的团聚效应，使氧化锑与碳均匀的复合进而被碳包覆，使碳基体的缓解效应可以有效发挥出来，为良好的电池性能提供有力保障。同时，在高能电子的轰击作用下，Sb2O3和纳米石墨片在球磨过程中发生原位反应，形成了内层为Sb2O3中层为单质纳米Sb和外层为石墨片的包覆结构。单质Sb的循环稳定性好，而Sb2O3的体积膨胀相对较小，并利用石墨在外层包覆，可以在一定程度缓冲脱嵌锂过程中的体积膨胀，有效的改善了氧化锑基负极材料的电化学性能。
(3)本发明采用介质阻挡放电等离子球磨法，具有高效的粉末细化机制，可有效细化氧化锑颗粒。在放电球磨过程中，在机械能与等离子体能的协同作用下，粉体在“融化-热爆-淬火”的细化机制作用下极易达到纳米级尺度；纳米级的氧化锑颗粒可以有效减小电极在充放电过程中的体积膨胀效应，有利于保持电极的稳定性，提高其循环性能。同时，利用等离子体对石墨等片层结构材料进行减薄、刻蚀、掺杂等处理，能使粒子的晶格中产生各种缺陷、错位、原子空位及晶格畸变等，这些缺陷能极大的更加锂离子的迁移速率。
(4)本发明采用“弱机械、高放电”的制备方法，在限定的参数下制备出了非晶相氧化锑，非晶相区域内原子无序排列，在一定程度上利于Li+的扩散，大大降低反应过程中的动力学，提高了氧化锑基负极材料的可逆性。
附图说明
图1是实施例1制备的氧化锑基负极材料的XRD图；
图2是实施例2制备的氧化锑基负极材料的比容量-电压曲线图；
图3是实施例2制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图；
图4是实施例3制备的氧化锑基负极材料的XRD图；
图5是实施例3制备的氧化锑基负极材料的TEM图；
图6是实施例3制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图；
图7是实施例3制备的氧化锑基负极材料的dQ/dV曲线图；
图8是实施例4制备的氧化锑基负极材料的倍率性能循环曲线图；
图9是对比例1制备的氧化锑基负极材料的XRD图；
图10是实施例1、2、3、4制备的氧化锑基负极材料的XRD总图；
图11是实施例5制备的氧化锑基负极材料的XRD图；
图12是实施例5制备的氧化锑基负极材料的TEM图；
图13是实施例5制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图；
图14是实施例6制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图；
图15是实施例6制备的氧化锑基负极材料的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例以及附图对本发明进行详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
下列实施例中氧化锑纯度大于99％，使用的石墨材料(包括普通石墨粉、膨胀石墨粉、人造石墨粉等)纯度大于99％。
下列实施例中均将得到的氧化锑基负极材料制成锂离子扣式电池后再进行电化学测试，具体步骤如下：将制得的氧化锑基负极材料、导电剂super-p和粘结剂海藻酸钠按质量比8：1：1混合均匀涂敷于铜箔上制作成电极片，60℃下真空干燥12h。在氩气气氛手套箱中，以金属锂(纯度为99.99％)作为对电极，电解质为1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)(体积比1:1)溶液，组装成扣式电池进行测试。且如非另有说明，否则测试条件均为：充放电电流密度为200mA/g，充放电截至电压为0.01V～3.0V(vs.Li+/Li)。
实施例1
本实施例的氧化锑基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为4：1的氧化锑与普通石墨粉均匀的混合，得到混合粉体，加入质量为混合粉体总质量2％的无水乙醇，采用介质阻挡放电等离子球磨法球磨，其中磨球与混合粉料的质量比为50:1，球磨时间为3h，在真空手套箱中取粉，得到氧化锑基复合材料。
其中介质阻挡放电等离子球磨法的具体步骤如下：
(1)在球磨罐中加入混合粉体和磨球，再加入一定质量的助磨剂；
(2)通过真空泵对球磨罐抽真空，然后向球磨罐中充入氩气；
(3)将球磨罐固定在球磨机架上，在罐体两侧分别接地线与高压线；
(4)接通球磨机电源，球磨方式为“单向运行、定时停机”模式，单向运行时间为30min，停止运行时间为30min，运行次数为6次；进行放电球磨，球磨机频率960rpm，设定交流电压为150V，交流电流为1.5A，球磨罐重力加速度为5-10g，球磨罐振幅峰峰值为7-13mm。
本实施例制备的氧化锑基负极材料的XRD图如图1所示。Sb2O3存在立方和正交两种晶体结构，在压力、温度和激光等因素的作用下易发生转变。在本实施例中，由于等离子体辅助球磨过程中的机械力作用，促进了Sb2O3晶体结构的转变。
实施例2
本实施例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例1，不同之处为球磨时间为6小时。
图2是本实施例制备的氧化锑基负极材料的比容量-电压曲线图。图3是本实施例制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图。如图所示，本实施例制备的复合材料首次可逆容量为804.2mAh/g，200次循环后可逆容量为688mAh/g，容量保持率为85.56％，首次库伦效率为79.78％。
实施例3
本实施例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例2，不同之处为球磨时间为10小时。图4是制备的复合负极材料的XRD图谱，如图所示，在高能球磨的过程中，部分氧化锑被还原成单质Sb，Sb约占总质量的30-40％。
图5是本实施例制备的氧化锑基负极材料的TEM图，由图中可以看出颗粒表面包覆着2nm厚的少层石墨，颗粒内部由晶体结构的Sb2O3、非晶态Sb2O3和原位生成的单质Sb颗粒组成，其中单质Sb颗粒大小为5-10nm左右。由于单质Sb在脱锂/嵌锂过程中体积膨胀较小，因此该物质的存在利于改善氧化锑基负极材料的电化学性能；由于非晶态Sb2O3原子呈无序排列，因此在脱锂/嵌锂过程中更有利于Li+的扩散，一定程度上降低了氧化锑基负极材料的反应动力学。
图6是本实施例制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图，如图所示，本实施例制备的复合材料显示出较高的容量和首次库伦效率，首次可逆容量为827.7mAh/g，200次循环后可逆容量达742.3mAh/g，容量保持率为89.68％，首次库伦效率为79.40％，表现出较高的容量和较好的循环寿命。
图7是本实施例制备的氧化锑基负极材料的dQ/dV曲线图，如图所示，除第1次循环外，第2-5次循环的CV曲线基本重合，说明制备的氧化锑基负极材料有很好的循环稳定性。
实施例4
本实施例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例1，不同之处为球磨时间为15小时。图8是本实施例制备的复合材料的倍率性能循环曲线图，如图8所示，制备的复合材料不同的电流密度下都有稳定的比容量贡献，即使电流密度高达4A/g时，可逆容量依然高达478.7mAh/g，且当电流密度降低为0.05A/g时，可逆容量可达到875.1mAh/g，接近最开始循环时的925.8mAh/g的可逆容量，具有优异的倍率性能。
对比例1
本对比例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例1，不同之处为球磨机运行过程中不施加交流电压和交流电源，球磨过程只有机械力的输入，即采用普通球磨方式，球磨时间分别为3、6、10、15小时。
图9是本对比例制备的复合材料的XRD图谱。如图所示，在普通球磨方式中，随着球磨时间的延长，Sb2O3由立方结构转变为正交结构，当球磨时间为6小时时，该转变全部完成；继续增加球磨时间，Sb2O3保持正交结构不变。
为了进行对比，将实施例1、2、3、4中的氧化锑基负极材料的XRD图汇总，如图10所示，在等离子体辅助球磨过程中，当球磨时间为6小时时，立方结构的Sb2O3全部转变为正交结构，继续延长球磨时间，将有部分Sb2O3被还原成单质Sb，且随着球磨时间的延长，被还原出的单质Sb增多，该现象的发生与等离子体辅助球磨过程中等离子体的热效应有关。
实施例5
本实施例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例2，不同之处为氧化锑和石墨的质量比为1:1。图11是制备的复合材料的XRD图。
本实施例制备的氧化锑基负极材料的TEM图见图12，如图所示为该复合负极材料的微观形貌。
图13是本实施例制备的氧化锑基负极材料的循环性能曲线图，如图所示，本实施例制备的复合材料首次可逆容量为708mAh/g，200次循环后可逆容量保持为626.8mAh/g，容量保持率为88.53％，首次库伦效率为74.73％，具有较高的可逆比容量。
实施例6
本实施例的氧化锑基负极材料的制备方法参见实施例3，不同之处为氧化锑与石墨的质量比为1:1。图14是本实施例制备的复合材料的循环性能曲线图，首次可逆容量为672.2mAh/g，200次循环后容量高达598.6mAh/g，容量保持率高达89.05％，首次库伦效率具有较高的可逆容量。
本实施例制备的氧化锑基负极材料的SEM图见图15，球磨后氧化锑和均匀的分布在碳基体上，这有利于充分发挥氧化锑材料的高容量。
上述实施方式只是本发明的一些较佳的实施方式，但本发明的实施方式不是用来限制发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容与原理做出的等效变化和修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，由尺寸为200-500nm的片层状二次颗粒聚集而成，所述片层状二次颗粒由Sb/Sb2O3颗粒分布在石墨类碳材料上形成；其中所述Sb/Sb2O3占总质量的20-90%，且Sb的质量不大于Sb2O3的质量；所述石墨类碳材料占总质量的80-10%；
所述具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法包括：
将氧化锑和石墨类碳材料混合粉体置于介质阻挡放电等离子球磨机内进行球磨即得到所述具有高可逆容量的氧化锑基负极材料；
其中，所述氧化锑和石墨类碳材料的质量比为1:4-9:1；所述球磨前加入助磨剂，助磨剂的用量为所述氧化锑与石墨类碳材料总质量的1-7%；球磨过程中磨球的质量与混合粉末材料的质量比为15:1-100:1，球磨罐重力加速度为5-10g，球磨罐振幅峰峰值为7-13mm，电流频率为8.8kHz，球磨时间为3-15小时。
2.如权利要求1所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，其特征在于，所述氧化锑基负极材料在充放电电流密度200mA/g下，首次库伦效率范围在74.0%-83.0%之间，200次循环后其容量保持率均大于85%。
3.如权利要求1所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，其特征在于，所述Sb2O3包括晶体Sb2O3和非晶态Sb2O3。
4.如权利要求1所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，其特征在于，所述Sb2O3粒径为10-50nm，所述Sb粒径为5-10nm。
5.如权利要求1所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料，其特征在于，所述石墨类碳材料颗粒度小于30微米。
6.一种具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化锑和石墨类碳材料混合粉体置于介质阻挡放电等离子球磨机内进行球磨即得到所述具有高可逆容量的氧化锑基负极材料；
其中，所述氧化锑和石墨类碳材料的质量比为1:4-9:1；所述球磨前加入助磨剂，助磨剂的用量为所述氧化锑与石墨类碳材料总质量的1-7%；球磨过程中磨球的质量与混合粉末材料的质量比为15:1-100:1，球磨罐重力加速度为5-10g，球磨罐振幅峰峰值为7-13mm，电流频率为8.8kHz，球磨时间为3-15小时。
7.如权利要求6所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨时间为6-15小时。
8.如权利要求6所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，其特征在于，所述助磨剂为无水乙醇。
9.如权利要求6所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的过程中交流电压为150V，交流电流为1.5A。
10.如权利要求6所述的具有高可逆容量的氧化锑基负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的过程中放电气体为氩气，所述球磨的方式为单向运行20-40min，停止运行15-40min，依次循环。
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CN102185144A (zh) * 2011-04-02 2011-09-14 浙江大学 金属氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法
JP2013225495A (ja) * 2012-03-21 2013-10-31 Nippon Electric Glass Co Ltd リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法
CN103247803B (zh) * 2013-04-16 2017-02-22 华南理工大学 一种石墨烯包覆纳米锗复合材料及其制备方法和应用
CN104495811B (zh) * 2014-12-12 2017-01-11 盐城市新能源化学储能与动力电源研究中心 一种石墨烯复合材料及其制备方法
CN105524957A (zh) * 2015-12-20 2016-04-27 华南理工大学 一种长链脂肪酸纤维素酯的绿色制备方法
CN107331842A (zh) * 2017-06-30 2017-11-07 华南理工大学 一种具有高可逆容量的硫化锑基负极材料及其制备与应用
CN108448072B (zh) * 2018-01-24 2020-04-28 东北电力大学 一种基于二维三氧化二锑纳米片/还原氧化石墨烯气凝胶复合电极材料的制备方法及应用
CN108539165A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 西北师范大学 氧化锑/还原氧化石墨烯纳米复合材料及其制备和应用

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