CN110526273A - 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法 - Google Patents

一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110526273A
CN110526273A CN201910824775.3A CN201910824775A CN110526273A CN 110526273 A CN110526273 A CN 110526273A CN 201910824775 A CN201910824775 A CN 201910824775A CN 110526273 A CN110526273 A CN 110526273A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
transition metal
battery
metal oxide
oxide
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.)
Pending
Application number
CN201910824775.3A
Other languages
English (en)
Inventor
雷鸣
黄凯
许鹏富
张茹
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.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
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 Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201910824775.3A priority Critical patent/CN110526273A/zh
Publication of CN110526273A publication Critical patent/CN110526273A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/34—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/34—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/348—Electrochemical processes, e.g. electrochemical deposition or anodisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C01G1/02—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/04—Oxides; Hydroxides
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法，属于材料科学与工程技术和化学领域。本发明方法制备的高价过渡金属氧化物材料包括由Fe、Co、Ni、Mn等过渡金属元素组成的纳米材料。通过制备出含锂过渡金属氧化物，在锂电池中进行电化学脱锂过程，从而使过渡金属价态升高，产生相应的脱锂高价过渡金属氧化物纳米材料。本发明具有制备工艺简单、速度快、效率高、应用范围广等优点。

Description

一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法
(1)发明名称:一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法
(2)技术领域
本发明涉及电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法，属于材料科学与工程技术和化学领域。
(3)背景技术
目前，科学家们已经提出了许多途径来实现能量更有效的转换或存储，燃料电池和金属- 空气电池技术被认为最有望成为下一代能源技术。但是它们反应过程中需要的氧还原(ORR) 和氧析出(OER)催化剂的活性和稳定性不够理想制约着这些技术的商业使用。目前最常用的有效氧还原反应催化剂是Pt，氧析出反应催化剂是二氧化铱(IrO2)和二氧化钌(RuO2)，但是它们由于贵金属的使用，使得催化剂的价格居高不下，所以寻找一种高效且廉价的氧催化剂是当下最热门的科研领域之一。
过渡金属氧化物由于其具有非常好的物理和电化学性质被认为是最有可能取代贵金属，成为一种可以被商业推广的氧催化剂。它们具有良好的氧还原(ORR)和氧析出(OER)反应活性，并且含量丰富，易于获得理论模拟和实验结果表明，过渡金属氧化物催化剂的氧还原(ORR) 和氧析出(OER)反应活性与过渡金属原子的电子结构密切相关，包括氧化态、eg填充和O 的p带中心。虽然寻找具有新化学成分的材料仍然是一个值得研究并且很有趣的方向，但还有一种方法是发展各种不同的方法。我们可以再广泛的动态范围内调整现有材料的电子结构，以优化器催化活性。近二十年来，锂离子在有机电解质中的电化学插入和萃取在可充电电池材料中得到了广泛的应用。与此同时，原子比的控制和电子结构的调谐也得到了发展。我们假设，这样一个连续的电子结构调整氧化物材料在一个大的潜在范围内提供了可以改善催化剂催化活性的机会。实际上，有研究表明MoS2垂直层状纳米膜的电子结构可以通过电化学脱锂在有机电解质中的插入过程进行调整，从而显著提高了后续再水溶液中的析氢反应(HER)活性，它的成功激励我们使用电化学脱锂来调谐氧还原(ORR)和氧析出(OER)过程。
(4)发明内容
1、本发明的目标
本发明的目的是提出一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法，使含锂过渡金属氧化物催化性能提升，利用电化学脱锂的方法，简单而有效的制备大量高性能高价过渡金属氧化物的材料，并显著降低了催化剂的成本。
2、本技术的发明要点
本发明要点如下：
(1)用0.01-100mg的LiNO3和0.01-100mg的NaNO3混合为熔融盐A，加入0.01-100mg的前驱体与熔融盐A混合，在200-600℃下加热搅拌1-60min.待反应物冷却至室温，用去离子水冲洗，最后在20-100℃的空气环境中干燥12-24h，得到含锂过渡金属氧化物B。所述的前驱体为过渡金属单原子的化合物，所述的过渡金属单原子为Fe、Co、Ni、Mn中的任何一种。
(2)以1-100％的上述(1)中的含锂过渡金属氧化物B、1-100％的导电炭黑和1-100％聚偏氟乙烯粘合剂为原料，在溶剂中制备电极浆液。然后把电极浆液涂在铝箔上，干燥12-24h，得到电池正极C；以锂金属箔作为电池负极D；以含0.01-6mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质作为电解液C。随后将制好的电池正极C和电池负极D装入到袋式电池中，将电解液C也加入到袋式电池中，最后在袋式电池中通入氩气。所述的溶剂为水、乙二醇、乙醇、三缩四乙二醇、二甲基甲酰胺或甲醛中的任何一种；
(3)将电池充至至高电位，进行1-100个充电/放电循环，将正极产物用乙醇冲洗1-10次，干燥后，得到脱锂高价过渡金属氧化物纳米材料。
本发明提出的电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法，其优点是：本发明方法不仅能够有效控制含锂过渡金属氧化物的脱锂过程，而且可以得到快速、高效和适用范围广的高质量高价过渡金属氧化物材料，而且制备工艺简单容易操作。本发明能够制备各种高价过渡金属氧化物材料，如含Fe、Co、Ni、Mn等过渡金属的高价脱锂的过渡金属氧化物。
(5)本发明的附图
图1是本发明方法制备的脱锂高价锰氧化物的扫描透射电子显微镜图。
(6)本发明实施例
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1
脱锂高价铁氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的铁氧化物B，用15mg的LiNO3和18.5mg的NaNO3混合成熔融盐A，用4mg FeSO4与熔融盐A混合搅拌加热至400℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的铁氧化物B。然后以80％的含锂的铁氧化物B、15％的导电炭黑和5％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在超纯水中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 0.01mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行1个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价铁氧化物纳米材料。
实施例2
脱锂高价铁氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的铁氧化物B，用10mg的LiNO3和13mg的NaNO3混合成熔融盐A，用2.8mg FeCl2与熔融盐A混合搅拌加热至200℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的铁氧化物B。然后以70％的含锂的铁氧化物B、20％的导电炭黑和10％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在乙醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 1mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行10个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价铁氧化物纳米材料。
实施例3
脱锂高价铁氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的铁氧化物B，用1mg的LiNO3和1.3mg的NaNO3混合成熔融盐A，用0.3mg Fe(NO3)2与熔融盐A混合搅拌加热至600℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的铁氧化物B。然后以50％的含锂的铁氧化物B、30％的导电炭黑和20％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在乙二醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D 和含6mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行2个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价铁氧化物纳米材料。
实施例4
脱锂高价钴氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的钴氧化物B，用30mg的LiNO3和37mg的NaNO3混合成熔融盐A，用8mg CoCl2与熔融盐A混合搅拌加热至300℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的钴氧化物B。然后以90％的含锂的钴氧化物B、7.5％的导电炭黑和2.5％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在三缩四乙二醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含2mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行8个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价钴氧化物纳米材料。
实施例5
脱锂高价钴氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的钴氧化物B，用1mg的LiNO3和3mg的NaNO3混合成熔融盐A，用 0.5mg C4H6CoO4与熔融盐A混合搅拌加热至500℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的钴氧化物B。然后以60％的含锂的钴氧化物B、30％的导电炭黑和10％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在二甲基甲酰胺中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含10mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行15个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价钴氧化物纳米材料。
实施例6
脱锂高价钴氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的钴氧化物B，用50mg的LiNO3和78mg的NaNO3混合成熔融盐A，用26mg CoSO4与熔融盐A混合搅拌加热至450℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的钴氧化物B。然后以30％的含锂的钴氧化物B、40％的导电炭黑和30％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在甲醛中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 6mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行30个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价钴氧化物纳米材料。
实施例7
脱锂高价镍氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的镍氧化物B，用20mg的LiNO3和33mg的NaNO3混合成熔融盐A，用15mg NiCl2与熔融盐A混合搅拌加热至550℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的镍氧化物B。然后以60％的含锂的镍氧化物B、10％的导电炭黑和30％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在超纯水中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 4.5mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行9个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价镍氧化物纳米材料。
实施例8
脱锂高价镍氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的镍氧化物B，用5mg的LiNO3和8mg的NaNO3混合成熔融盐A，用 3mg Ni(NO3)2与熔融盐A混合搅拌加热至400℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的镍氧化物B。然后以70％的含锂的镍氧化物B、20％的导电炭黑和10％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在乙醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 2.5mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行60个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价镍氧化物纳米材料。
实施例9
脱锂高价镍氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的镍氧化物B，用60mg的LiNO3和70mg的NaNO3混合成熔融盐A，用36mg NiSO4与熔融盐A混合搅拌加热至600℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的镍氧化物B。然后以70％的含锂的镍氧化物B、20％的导电炭黑和10％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在乙二醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含1.5mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行80个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价镍氧化物纳米材料。
实施例10
脱锂高价锰氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的锰氧化物B，用5mg的LiNO3和7mg的NaNO3混合成熔融盐A，用 2mg MnSO4与熔融盐A混合搅拌加热至450℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的锰氧化物B。然后以75％的含锂的锰氧化物B、20％的导电炭黑和5％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在三缩四乙二醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含6mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行100个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价锰氧化物纳米材料。
实施例11
脱锂高价锰氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的锰氧化物B，用90mg的LiNO3和100mg的NaNO3混合成熔融盐A，用40mg Mn(NO3)2与熔融盐A混合搅拌加热至500℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的锰氧化物B。然后以60％的含锂的锰氧化物B、30％的导电炭黑和10％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在二甲基甲酰胺中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含3mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行40个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价锰氧化物纳米材料。
实施例12
脱锂高价锰氧化物的制备。
首先，合成需要的含锂的锰氧化物B，用60mg的LiNO3和70mg的NaNO3混合成熔融盐A，用36mg MnCl2与熔融盐A混合搅拌加热至400℃，之后用去离子水冲洗，干燥后得到含锂的锰氧化物B。然后以85％的含锂的锰氧化物B、10％的导电炭黑和5％的聚偏氟乙烯粘合剂为原料在乙醇中制作的电池浆液与铝箔一起制作的电池正极C、以锂金属箔制作的电池负极D和含 1mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质制作的电解液C制作袋式电池，然后在袋式电池中通入氩气。最后电池在至高电位下进行80个充电/放电循环，将电池正极用乙醇冲洗，干燥后得到脱锂高价锰氧化物纳米材料。
由图1可知，本发明可以简单轻松的制备高质量的脱锂高价锰氧化物纳米线材料。
由上述实践例结果可知，采用本发明能够迅速高效的制备各种高价过渡金属氧化物材料。根据本发明制备的高价过渡金属氧化物材料质量高，制备的材料在催化等领域有着广泛而优异的应用。

Claims (1)

1.一种利用电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)用0.01-100mg的硝酸锂和0.01-100mg硝酸钠混合为熔融盐A，加入0.01-100mg的前驱体与熔融盐A混合，在200-600℃下加热搅拌1-60min.待反应物冷却至室温，用去离子水冲洗，最后在20-100℃的空气环境中干燥12-24h，得到含锂过渡金属氧化物B。所述的前驱体为过渡金属单原子的化合物，所述的过渡金属单原子为Fe、Co、Ni、Mn中的任何一种。
(2)以1-100％的上述(1)中的含锂过渡金属氧化物B、1-100％的导电炭黑和1-100％聚偏氟乙烯粘合剂为原料，在溶剂中制备电极浆液。然后把电极浆液涂在铝箔上，干燥12-24h，得到电池正极C；以锂金属箔作为电池负极D；以含0.01-6mol/L的LiPF6的碳酸乙烯和碳酸二乙烯(1：1)电解质作为电解液C。随后将制好的电池正极C和电池负极D装入到袋式电池中，将电解液C也加入到袋式电池中，最后在袋式电池中通入氩气。所述的溶剂为水、乙二醇、乙醇、三缩四乙二醇、二甲基甲酰胺或甲醛中的任何一种；
(3)将电池充至至高电位，进行1-100个充电/放电循环，将正极产物用乙醇冲洗1-10次，干燥后，得到脱锂高价过渡金属氧化物纳米材料。
CN201910824775.3A 2019-09-02 2019-09-02 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法 Pending CN110526273A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910824775.3A CN110526273A (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910824775.3A CN110526273A (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110526273A true CN110526273A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68666344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910824775.3A Pending CN110526273A (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110526273A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111172743A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 浙江大学 一种低温快速制备复合金属氧化物纳米薄膜材料的方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0822846A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池廃材料の処理方法
CN1187265A (zh) * 1995-06-05 1998-07-08 摩托罗拉公司 可再充电的电化学电池的正极金属及其制造方法
CN1493522A (zh) * 2003-09-26 2004-05-05 清华大学 一种锂过渡金属氧化物的制备方法
CN102077409A (zh) * 2008-07-03 2011-05-25 住友化学株式会社 从电池废弃材料中回收含氧化物的电池材料的方法
CN102842705A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 清华大学 钴的氧化物及其复合材料，以及钴的氧化物复合材料的制备方法
US20130065117A1 (en) * 2011-02-17 2013-03-14 Lg Chem, Ltd. Novel compound, method for preparation of the same, and lithium secondary battery comprising the same
CN104600283A (zh) * 2015-01-10 2015-05-06 复旦大学 一种富锂电极材料及其制备方法和应用
CN105304895A (zh) * 2015-10-23 2016-02-03 南京邮电大学 含锂金属氧化物锂电纳米电极材料及其制备方法
CN105375021A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种正极材料、其制备方法及锂离子电池
CN105937039A (zh) * 2016-06-17 2016-09-14 天齐锂业股份有限公司 电化学法回收锂电池正极材料中的锂的方法
CN106463694A (zh) * 2014-03-28 2017-02-22 杜拉塞尔美国经营公司 β‑脱锂层状氧化镍电化学活性阴极材料和包含所述材料的电池
CN106784898A (zh) * 2017-03-03 2017-05-31 北京化工大学 一种锂钴氧化物与碳黑共混型催化剂及其制备方法和应用
KR20180040389A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 이화여자대학교 산학협력단 망간 산화물 나노구조체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기화학 촉매
CN108091872A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） 一种脱锂态锂离子电池正极材料的制备方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0822846A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池廃材料の処理方法
CN1187265A (zh) * 1995-06-05 1998-07-08 摩托罗拉公司 可再充电的电化学电池的正极金属及其制造方法
CN1493522A (zh) * 2003-09-26 2004-05-05 清华大学 一种锂过渡金属氧化物的制备方法
CN102077409A (zh) * 2008-07-03 2011-05-25 住友化学株式会社 从电池废弃材料中回收含氧化物的电池材料的方法
US20130065117A1 (en) * 2011-02-17 2013-03-14 Lg Chem, Ltd. Novel compound, method for preparation of the same, and lithium secondary battery comprising the same
CN102842705A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 清华大学 钴的氧化物及其复合材料，以及钴的氧化物复合材料的制备方法
CN106463694A (zh) * 2014-03-28 2017-02-22 杜拉塞尔美国经营公司 β‑脱锂层状氧化镍电化学活性阴极材料和包含所述材料的电池
CN104600283A (zh) * 2015-01-10 2015-05-06 复旦大学 一种富锂电极材料及其制备方法和应用
CN105304895A (zh) * 2015-10-23 2016-02-03 南京邮电大学 含锂金属氧化物锂电纳米电极材料及其制备方法
CN105375021A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种正极材料、其制备方法及锂离子电池
CN105937039A (zh) * 2016-06-17 2016-09-14 天齐锂业股份有限公司 电化学法回收锂电池正极材料中的锂的方法
KR20180040389A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 이화여자대학교 산학협력단 망간 산화물 나노구조체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기화학 촉매
CN106784898A (zh) * 2017-03-03 2017-05-31 北京化工大学 一种锂钴氧化物与碳黑共混型催化剂及其制备方法和应用
CN108091872A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） 一种脱锂态锂离子电池正极材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHIYI LU ET AL.: "Electrochemical tuning of layered lithium transition metal oxides for improvement of oxygen evolution reaction", 《NATURE COMMUNICATIONS》 *
ZHIYI LU ET AL.: "Lithium Electrochemical Tuning for Electrocatalysis", 《ADV. MATER.》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111172743A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 浙江大学 一种低温快速制备复合金属氧化物纳米薄膜材料的方法
CN111172743B (zh) * 2020-01-16 2021-10-19 浙江大学 一种低温快速制备复合金属氧化物纳米薄膜材料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Relating catalysis between fuel cell and metal-air batteries
CN110921723B (zh) 一种中空型锂离子电池正极材料前驱体的制备方法
CN106573794A (zh) 用于制造锂离子电池的复合金属氧化物阴极的高密度前体
CN101857278B (zh) 一种球形碳酸盐的制备方法
CN105552393A (zh) 一种碱性水系金属/空气电池用双功能催化剂及其制备方法
CN110336020A (zh) 一种高电压复合钴酸锂正极材料及其制备方法和应用
CN109967068A (zh) 一种网状掺杂型钙钛矿催化剂及其制备方法和应用
CN101820087B (zh) 组合型双效氧催化剂和含该催化剂的电极以及电池
CN109119639A (zh) 一种镍钴层状双金属氢氧化物/碳纸复合材料、其制备方法和应用
Crespo et al. A lithium peroxide precursor on the α-MnO 2 (100) surface
US11355751B2 (en) Air electrode for air secondary battery and air secondary battery
CN112186175A (zh) 基于非贵金属/碳复合催化材料的氧阴离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN104737334B (zh) 涂布有金属的电极活性材料前体及其制备方法
CN110526273A (zh) 一种电化学脱锂制备高价过渡金属氧化物纳米材料的方法
CN114481202A (zh) 一种超薄异质界面Ti3C2Tx/LDH及其制备方法
CN109167067A (zh) 花状电催化材料及其制备方法和应用
CN111041522B (zh) 一种过渡金属磷化物电极及其制备方法和应用
JP2013060319A (ja) リチウムマンガン（ｉｖ）ニッケル（ｉｉｉ）系酸化物、その酸化物を含むリチウムイオン二次電池用正極活物質、その正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池及びそのリチウムイオン二次電池を搭載した車両
CN111640953A (zh) 一种铝-空气电池的空气电极催化剂及其制备方法
Yu et al. Modular electrochemical production of hydrogen using Mott–Schottky Co9S8/Ni3S2 heterojunction as a redox mediator
WO2019093441A1 (ja) 非晶質遷移金属酸化物及びその利用
CN106935844A (zh) 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN111082077B (zh) 一种高分散异质界面复合纳米线及其制备方法与应用
Ingsel et al. Recent advances in MOFs for electrochemical energy storage and conversion devices
US6333126B2 (en) Process for producing nickel compound containing lithium

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191203

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication