一種金屬氧化物鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域，具體涉及一種金屬氧化物鋰離子電池負(fù)極 材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步，能源枯竭和環(huán)境污染問題日益凸顯，開發(fā)新 型高效、清潔的能量轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)技術(shù)和能量利用方式成為解決這些問題和實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可 持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。鋰離子電池以其高工作電位、高比能量密度、高比功率、高工作溫度范圍、 長循環(huán)壽命以及較好的環(huán)境友好性，在便攜式移動(dòng)電子設(shè)備領(lǐng)域、電動(dòng)工具、儲(chǔ)能裝置、電 動(dòng)車和混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。尤其近幾年來電動(dòng)汽車的迅猛發(fā)展及電子設(shè)備 的小型化、輕型化，對(duì)鋰離子電池提出了更高的要求，開發(fā)新型安全高效、高容量、高倍率、 長循環(huán)壽命的鋰離子電池成為目前研宄的熱點(diǎn)，而電極材料是決定鋰離子電池性能的決定 性因素，也是鋰離子電池開發(fā)的難點(diǎn)和技術(shù)核心。
[0003] 在開發(fā)的眾多新型非碳材的鋰離子電池負(fù)極材料中，金屬氧化物因其高理論容 量、高能量密度和高安全性能引起了人們廣泛的關(guān)注和研宄。金屬氧化物基負(fù)極材料有三 種不同的反應(yīng)機(jī)制：鋰合金反應(yīng)機(jī)制、嵌入脫出機(jī)制、轉(zhuǎn)換反應(yīng)機(jī)制。這三種反應(yīng)機(jī)制可用 如下化學(xué)反應(yīng)方程式表述：
[0004] 鋰合金反應(yīng)機(jī)制：Mx0y+2yLi++2ye_-xM+yLi20
[0005]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬氧化物鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，將金屬氧化物與氫 化鋰和CO 2氣體進(jìn)行球磨，獲得金屬氧化物復(fù)合材料；在投料次序上，氫化鋰不晚于CO 2氣 體。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括： (1) 金屬氧化物與氫化鋰球磨，得到預(yù)鋰化的金屬氧化物； (2) 在CO2氣體氛圍下，球磨預(yù)鋰化的金屬氧化物，獲得金屬氧化物復(fù)合材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括：在CO2氣體氛圍下，金屬氧化物與 氫化鋰球磨，獲得金屬氧化物復(fù)合材料。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的金屬氧化物為過渡金屬氧化物 或IVA族金屬氧化物。
5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氫化鋰與金屬氧化物的摩爾比為 0.001 ~10 : 1。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述球磨的球料比為1~150 : 1，球 磨轉(zhuǎn)速為100~600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為0. 1~24小時(shí)。
7. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)球磨后的產(chǎn)物經(jīng)過加熱、保溫 放氫后，再進(jìn)行步驟（2)。
8. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，球磨后的產(chǎn)物經(jīng)過加熱、保溫放氫后， 獲得金屬氧化物復(fù)合材料。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其特征在于，加熱速率為1~15攝氏度/分鐘， 保溫溫度為100~600攝氏度，保溫時(shí)間為0. 5~10小時(shí)；保溫時(shí)，氫氣分壓在Imbar以 下。
10. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述CO2氣體的壓力為0. 01~50bar。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬氧化物鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，該方法將金屬氧化物與氫化鋰和CO2氣體進(jìn)行球磨，獲得金屬氧化物復(fù)合材料；在投料次序上，氫化鋰不晚于CO2氣體。本發(fā)明中金屬氧化物與氫化鋰球磨過程中發(fā)生預(yù)鋰化，鋰預(yù)嵌入金屬氧化物中，而CO2氣體與預(yù)鋰化的金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在預(yù)鋰化的金屬氧化物表面形成一層保護(hù)層，得到的金屬氧化物復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極不僅具有高的可逆容量，長的循環(huán)壽命，高的首次庫倫效率；而且可以直接在空氣中使用水性粘結(jié)劑采用傳統(tǒng)涂片工藝制備電極，便于推廣應(yīng)用。
【IPC分類】H01M4-485, H01M4-1391, H01M4-131
【公開號(hào)】CN104868113
【申請?zhí)枴緾N201510259058
【發(fā)明人】劉永鋒, 楊亞雄, 潘洪革, 高明霞
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月19日