CN114538500A - 一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114538500A CN114538500A CN202210224303.6A CN202210224303A CN114538500A CN 114538500 A CN114538500 A CN 114538500A CN 202210224303 A CN202210224303 A CN 202210224303A CN 114538500 A CN114538500 A CN 114538500A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- geo
- rod
- preparation
- solution
- tris
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229910005833 GeO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 36
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 6
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 11
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 8
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 6
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000011366 tin-based material Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- -1 as shown in figure 1 Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006250 one-dimensional material Substances 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G17/00—Compounds of germanium
-
- 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
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-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
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明属于储能领域电极材料技术领域，涉及一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用。制备方法为：将GeO2和Tris溶解在去离子水中，形成透明均一的Ge‑Tris溶液；将硝酸锌和二乙烯三胺加入到Ge‑Tris溶液中进行水热反应，得到Zn2GeO4溶液，反应结束后冷却、过滤、干燥，得到棒状结构Zn2GeO4材料。本发明制得的棒状材料长度为8‑30μm，直径为2‑8μm。将棒状材料作为负极应用在锂离子电池，其电子传输性能优异，在100mA/g的充放电倍率下首次放电容量为1510.5mAh/g；电池在经历不同速率放电后，重回到100mA/g时，其放电容量达到初始放电容量的80%。
Description
技术领域
本发明属于储能领域电极材料技术领域，涉及一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池等储能器件具有能量密度大、功率密度高、循环寿命长、自放电率低和“绿色”环保等众多优点，成为应用的热点。当前锂离子电池负极材料为商业石墨，其较低的理论比容量（仅372mAh/g）已无法满足未来对高能量密度锂离子电池日益增长的需求，因此，正在进行的研究工作主要聚焦于开发低成本、高性能的负极材料。但是，由于锂离子电池等储能器件自身的限制，其性能提高遇到了较大的瓶颈，电极材料性能的瓶颈是制约锂离子电池等储能器件性能提高的关键因素。因此，开发高性能的电极材料对解决锂离子电池等储能器件性能瓶颈来说显得意义重大。
在众多锂离子电池负极材料中，与碳同族的硅、锗、锡基材料由于它们具有与石墨材料相比相对较高的理论比容量，而一直备受科学家和研究人员的重视。其中，锗基材料因其比硅基更高的电子电导率和锂离子扩散速率，并且具有比锡基材料更高的理论比容量，从而得到了更多的青睐。但锗系材料在充放电过程中的会发生较大的体积变化。并且，制备过程复杂、制备成本高等问题，严重阻碍了锗基材料的商业化应用。为了解决这些问题，研究者们常常都会利用材料的电化学性能的特点，将锗与其它元素的材料相结合，制备出锗基复合材料，从而实现降低材料成本和增强材料的电化学性能的目标。其中，锗酸锌（Zn2GeO4）被认为是最有潜力的替代品之一。
Zn2GeO4材料具有理论比容量高、原料资源丰富、价格相对低廉等诸多优点，作为锂离子电池等储能器件负极材料均具有广阔的应用前景。但是面临着其首次库仑效率低，循环稳定性差，且倍率性能差等缺陷，因此如何制备特定结构的Zn2GeO4材料能够在一定程度上解决上述问题，显得至关重要。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用，解决了现有技术中Zn2GeO4作为锂离子电池等储能器件负极材料时所面临的首次库仑效率低、循环稳定性差、倍率性能差等缺陷的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，步骤如下：
（1）将GeO2和Tris（三羟甲基氨基甲烷）溶解在溶剂中，形成透明均一的Ge-Tris溶液；
（2）将锌盐和二乙烯三胺溶液加入到步骤（1）所得的Ge-Tris溶液中，搅拌均匀后进行水热反应，反应完成后，经过冷却、分离、干燥，得到棒状结构Zn2GeO4材料。
进一步，所述步骤（1）中溶剂为去离子水或乙醇溶液。
进一步，所述步骤（1）Ge-Tris溶液中GeO2溶液的浓度为0.1-5mmol/L，Tris溶液的浓度为0.5-10mmol/L。
进一步，所述步骤（1）中溶剂为去离子水时，搅拌温度为室温。
进一步，所述步骤（1）中溶剂为乙醇时，搅拌温度为50℃，搅拌时间为5min。
进一步，所述步骤（2）中锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌中的任意一种或几种的混合。
进一步，所述步骤（2）中二乙烯三胺溶液的溶剂为水、甲醇、乙醇中的任意一种或几种的混合。
进一步，所述步骤（2）中二乙烯三胺与水的体积比为0.1-1。
进一步，所述步骤（2）中GeO2与锌盐的摩尔比为1：2。
进一步，所述步骤（2）中水热反应的反应温度为180-220℃，反应时间为1-10h，干燥温度为40-70℃。
进一步，所述棒状结构Zn2GeO4材料的长度为8-30μm，直径为2-8μm。
进一步，所述的棒状结构Zn2GeO4材料在锂离子电池上的应用。
进一步，应用步骤为：将所述棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极，锂片作为对电极，制得锂离子电池。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明公开了一种棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，通过水热反应，在胺类分子的结构调控下，制备出了一维棒状结构Zn2GeO4材料。本发明的方法具有制备方法简单、工艺成本低、能耗低的特点，非常适合于产业化应用。
2、本发明方法制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池等储能器件的负极材料，其中棒状结构的Zn2GeO4材料粒子通过电化学反应储存电荷，充分发挥了一维材料的结构优势。一方面，此材料具有较大的长径比，锂离子嵌入之后，可以通过横向膨胀，来缓解膨胀应力，不易发生破裂现象，并且因为一维棒状结构的Zn2GeO4材料不易发生团聚现象，因此它的电子传输过程就不需要克服界面势垒；另一方面，因为一维材料是以线接触的方式与粘结剂粘连的更加牢固，因此这也有利于改善材料的容量衰减问题，并且提高其循环性能。由此可以得到兼具高功率密度和高能量密度的锂离子电池等储能器件负极材料。
3、通过将本发明制得的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极进行性能测试可知，在100mA/g的充放电倍率下，首次放电容量为1510.5mAh/g。在100mA/g的充放电倍率下对材料的循环性能进行测试，发现循环50周，此棒状结构Zn2GeO4材料容量衰减速率较慢，这与本实施例棒状材料的结构有密切关系。且电池在经历100mA/g、200mA/g、500mA/g和1000mA/g速率放电后，重新回到100mA/g时，其放电容量达到初始放电容量的80%。因此本发明制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂电池负极材料有着优异的性能，具有较高的工业生产价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的棒状结构Zn2GeO4材料以及标准Zn2GeO4的XRD图谱。
图2为本发明实施例1制备的棒状结构Zn2GeO4材料的SEM图像，其中图b为局部放大图。
图3为本发明实施例1制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极材料的首次充放电曲线。
图4为本发明实施例1制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极材料的倍率循环曲线。
图5为本发明实施例1制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极材料的循环稳定性曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，步骤如下：
（1）在10mL水中分别缓慢加入52mg（0.5mmol）的GeO2、0.6057g（5mmol）的Tris，搅拌均匀，直至形成均一透明的Ge-Tris溶液。
（2）将步骤（1）中制得的Ge-Tris溶液，在搅拌下，加入10mL的二乙烯三胺和10ml的水，189mg（1mmol）的Zn(NO3)2，搅拌，制得50mL的反应液，把反应液装入反应釜中，放置到200℃烘箱中，反应10h，自然冷却至室温，离心，使用蒸馏水洗涤，把反应得到的固体放入到70℃烘箱中干燥，即得。
①物相测试：将本实施例制备的棒状Zn2GeO4材料进行XRD检测，如图1所示，由图可以看出，在XRD图谱中Zn2GeO4的衍射峰都对应于斜方晶型的Zn2GeO4，并没有其他相显示；图谱中在21.6°、24.9°、30.8°与33.2°位置的峰与斜方晶系锗酸锌的(300)、(220)、(113)与(410)晶面相对应，并且这些峰的位置都对应于标准Zn2GeO4（PDF#11-0687）。由此证明了成功合成了棒状结构Zn2GeO4材料。
②形貌测试：将本实施例制备的棒状结构Zn2GeO4材料进行SEM测试，如图2所示，由图可以看出，本发明制得的棒状材料长度为23μm，直径为2μm，且棒状结构Zn2GeO4材料形貌大小均匀。
实施例2
本实施例的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）在10mL水中分别缓慢加入10.5mg（0.1mmol）的GeO2、0.2423g（2mmol）的Tris搅拌，直至形成均一透明的溶液。
（2）将步骤（1）中制得的溶液，在搅拌下，加入10ml的二乙烯三胺和10ml的水，37.8mg（0.2mmol）的Zn(NO3)2，搅拌，制得50ml的反应液，把反应液装入反应釜中，放置到180℃烘箱中，反应10h，自然冷却至室温，离心，使用蒸馏水洗涤，把反应得到的固体放入到70℃烘箱中干燥，即得棒状结构Zn2GeO4材料。
实施例3
本实施例的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）在10mL水中分别缓慢加入52.3mg（0.5mmol）的GeO2、1.2114g（10mmol）的Tris搅拌，直至形成均一透明的溶液。
（2）将步骤（1）中制得的溶液，在搅拌下，加入10ml的二乙烯三胺和10ml的水，183mg（1mmol）的Zn(CH3COO)2，搅拌，制得50ml的反应液，把反应液装入反应釜中，放置到220℃烘箱中，反应5h，自然冷却至室温，离心，使用蒸馏水洗涤，把反应得到的固体放入到70℃烘箱中干燥，即得棒状结构Zn2GeO4材料。
实施例4
本实施例的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）在10mL乙醇中分别缓慢加入10.5mgmg（0.1mmol）的GeO2、0.2423g（2mmol）的Tris搅拌，直至形成均一透明的溶液。
（2）将步骤（1）中制得的溶液，在搅拌下，加入10ml的二乙烯三胺和10ml的乙醇，37.8mg（0.2mmol）的ZnCl2，搅拌，制得50ml的反应液，把反应液装入反应釜中，放置到180℃烘箱中，反应10h，自然冷却至室温，离心，使用乙醇洗涤，把反应得到的固体放入到40℃烘箱中干燥，即得棒状结构Zn2GeO4材料。
应用例
电化学性能测试：将本实施例制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极材料，以锂片为对电极，制得2016型锂离子电池。
由图3可知，本实施例制备的棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极材料，在100mA/g的充放电倍率下首次充电容量为1496.2mAh/g；放电容量为1510.5mAh/g。
100mA/g的充放电倍率下对本实施例制得的棒状结构Zn2GeO4材料的循环性能进行测试，如图4所示；由图可知，循环50周此棒状结构Zn2GeO4材料容量衰减速率较慢，这与本实施例棒状材料的结构有密切关系，本实施例制备的棒状材料有效的缓解了电池在充放电过程对结构的破坏。
分别在100mA/g、200mA/g、500mA/g、1000mA/g、100mA/g倍率下进行充放电，并进行倍率性能测试，测试结果如图5所示。电池在经历100mA/g、200mA/g、500mA/g和1000mA/g速率放电后，重新回到100mA/g其放电容量达到初始放电容量的80%，由此说明：在经历大电流的充放电过程后，材料能够很好的保持结构的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将GeO2和Tris溶解在溶剂中，搅拌形成透明均一的Ge-Tris溶液；
（2）将锌盐和二乙烯三胺溶液加入到步骤（1）所得的Ge-Tris溶液中，搅拌均匀后进行水热反应，反应完成后，经过冷却、分离、干燥，得到棒状结构Zn2GeO4材料。
2.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂为去离子水或乙醇溶液。
3.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）Ge-Tris溶液中GeO2的浓度为0.1-5mmol/L，Tris的浓度为0.5-10mmol/L。
4.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌中的任意一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中二乙烯三胺溶液的溶剂为水、甲醇、乙醇中的任意一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中GeO2与锌盐的摩尔比为1：2。
7.根据权利要求1所述的棒状结构Zn2GeO4材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中水热反应的反应温度为180-220℃，反应时间为1-10h，干燥温度为40-70℃。
8.权利要求1-7任一项方法制备的棒状结构Zn2GeO4材料，其特征在于：所述棒状结构Zn2GeO4材料的长度为8-30μm，直径为2-8μm。
9.权利要求8所述的棒状结构Zn2GeO4材料在锂离子电池上的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：将所述棒状结构Zn2GeO4材料作为锂离子电池负极，锂片作为对电极，制得锂离子电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210224303.6A CN114538500B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210224303.6A CN114538500B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114538500A true CN114538500A (zh) | 2022-05-27 |
| CN114538500B CN114538500B (zh) | 2023-11-03 |
Family
ID=81664622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210224303.6A Active CN114538500B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114538500B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102350307A (zh) * | 2011-06-30 | 2012-02-15 | 东华大学 | 一种杂化纳米带薄膜的制备方法 |
| CN104646040A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-27 | 济南大学 | 一种BiOI/Zn2GeO4异质结可见光催化剂的制备方法及应用 |
| CN105200665A (zh) * | 2015-07-19 | 2015-12-30 | 东北师范大学 | 一种锂离子电池锗酸锌/碳复合纤维负极材料的制备方法 |
| CN106099106A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-09 | 上海工程技术大学 | 超快充锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池 |
| CN106186049A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 南京大学 | 一种尺寸可调的棒状锗酸锌的水热制备方法 |
| CN107799723A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-13 | 华为技术有限公司 | 一种硅基复合负极片及其制备方法和锂离子二次电池 |
| CN108622928A (zh) * | 2018-04-14 | 2018-10-09 | 滁州博创能源科技有限公司 | 一种形貌可控的锗酸锌纳米材料的制备方法及应用 |
| US20190131615A1 (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-02 | Seiko Epson Corporation | Electrode for secondary battery, secondary battery, and electronic apparatus |
| CN111146012A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-12 | 郑州轻工业大学 | 一种微米棒状P4O6(Ni(CO)3)4基复合材料、制备方法及应用 |
| CN111196610A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-26 | 江苏理工学院 | Zn2GeO4纳米棒的熔盐法合成方法 |
| CN112537794A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-23 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 锗酸锌纳米材料及其制备方法、锂离子电池 |
| WO2021196430A1 (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 山东海容电源材料股份有限公司 | 锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN113636586A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 郑州轻工业大学 | 一种B或V掺杂的Zn2GeO4纳米材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-03-09 CN CN202210224303.6A patent/CN114538500B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102350307A (zh) * | 2011-06-30 | 2012-02-15 | 东华大学 | 一种杂化纳米带薄膜的制备方法 |
| CN104646040A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-27 | 济南大学 | 一种BiOI/Zn2GeO4异质结可见光催化剂的制备方法及应用 |
| CN105200665A (zh) * | 2015-07-19 | 2015-12-30 | 东北师范大学 | 一种锂离子电池锗酸锌/碳复合纤维负极材料的制备方法 |
| CN106186049A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 南京大学 | 一种尺寸可调的棒状锗酸锌的水热制备方法 |
| CN106099106A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-09 | 上海工程技术大学 | 超快充锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池 |
| CN107799723A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-13 | 华为技术有限公司 | 一种硅基复合负极片及其制备方法和锂离子二次电池 |
| US20190131615A1 (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-02 | Seiko Epson Corporation | Electrode for secondary battery, secondary battery, and electronic apparatus |
| CN108622928A (zh) * | 2018-04-14 | 2018-10-09 | 滁州博创能源科技有限公司 | 一种形貌可控的锗酸锌纳米材料的制备方法及应用 |
| CN111146012A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-12 | 郑州轻工业大学 | 一种微米棒状P4O6(Ni(CO)3)4基复合材料、制备方法及应用 |
| CN111196610A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-26 | 江苏理工学院 | Zn2GeO4纳米棒的熔盐法合成方法 |
| WO2021196430A1 (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 山东海容电源材料股份有限公司 | 锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN112537794A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-23 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 锗酸锌纳米材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN113636586A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 郑州轻工业大学 | 一种B或V掺杂的Zn2GeO4纳米材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| TENG WANG ET AL: ""Hydrothermal control growth of Zn2GeO4– diethylenetriamine 3D dumbbell-like nanobundles"", 《CRYSTENGCOMM》, vol. 16, pages 3222 * |
| 王滕: ""锗酸锌基和氧化锰基无机-有机纳米杂化材料的制备与性能"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 06, pages 2 * |
| 贺国锋: ""几种三元金属氧化物的结构设计及电化学性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 08, pages 3 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114538500B (zh) | 2023-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107221716B (zh) | 一种可充电水系锌离子电池 | |
| CN107226475B (zh) | 一种钾离子电池正极材料及其制备方法和钾离子电池 | |
| CN111509225B (zh) | 一种锌离子电池钒基正极材料的制备方法及其产品与应用 | |
| CN104009210B (zh) | 一种多孔硅/碳复合材料、制备方法及用途 | |
| CN114944478B (zh) | 钠离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN105977458A (zh) | 纳米金刚石粉和石墨烯的复合电极材料及其制备方法 | |
| CN103435104B (zh) | 一种锂离子电池负极材料纳米铁酸锌的制备方法 | |
| CN101290986B (zh) | Li3V2(PO4)3/C正极材料制备方法及制得的正极材料 | |
| CN104868119A (zh) | 无粘结剂Li3VO4/C锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN106935830B (zh) | 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN102842711A (zh) | 一种锂离子电池负极材料铁酸锌及其制备方法与应用 | |
| CN114300658A (zh) | 一种掺杂包覆钠离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN111900406A (zh) | 一种碳包覆硅酸锰材料的制备方法与应用 | |
| CN104292100A (zh) | 对苯二甲酸钙的制备方法及在锂离子电池中的应用 | |
| CN111717934A (zh) | 金属铁离子掺杂MoS2的钠离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN108511741A (zh) | 一种锂离子二次电池氧化锌负极材料的制备方法 | |
| CN108336330B (zh) | 负载柳叶状四氧化三铁的膨胀石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN114242955A (zh) | 一种快速化学预锂化制备的高首效硅氧烯负极材料及其应用 | |
| CN113636586B (zh) | 一种B或V掺杂的Zn2GeO4纳米材料及其制备方法 | |
| CN114804057B (zh) | 改性磷酸铁前驱体、改性磷酸铁锂及其制备方法 | |
| CN114538500B (zh) | 一种棒状结构Zn2GeO4材料及其制备方法和应用 | |
| CN111675249B (zh) | 一种铜负载三元纳米带正极材料的制备方法及其产品和应用 | |
| CN113224296A (zh) | 一种基于蒽醌类有机正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN105845887A (zh) | 固相合成锂离子电池负极材料γ-LiFeO2 | |
| CN115483375B (zh) | 一种硅碳复合材料用于锂离子电池负极材料的方法 |
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 |