Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN106531994A - 一种铁酸镍负极材料的改性方法 - Google Patents

一种铁酸镍负极材料的改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106531994A
CN106531994A CN201610989405.1A CN201610989405A CN106531994A CN 106531994 A CN106531994 A CN 106531994A CN 201610989405 A CN201610989405 A CN 201610989405A CN 106531994 A CN106531994 A CN 106531994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel ferrite
modification method
slurry
nickel
modifying
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
CN201610989405.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张达明
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.)
Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
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 Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd filed Critical Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
Priority to CN201610989405.1A priority Critical patent/CN106531994A/zh
Publication of CN106531994A publication Critical patent/CN106531994A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铁酸镍负极材料的改性方法，先合成NiFe2O4/石墨烯复合材料，继而在高温下进行炭化处理，使NiFe2O4/石墨烯复合材料表面均匀包覆碳层。本发明改性方法得到的材料，其首次放电量为1237mAh/g以上，循环100次以后，其容量保持率在96％以上。由此可知，本发明的改性方法增加了材料的导电性能，提高了充放电过程中的可逆性，改善了材料的循环性能。

Description

一种铁酸镍负极材料的改性方法
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种铁酸镍负极材料的改性方法。
背景技术
如今，随着社会对清洁能源需求的增加，锂离子电池在电动汽车和大规模储能领域的应用越来越广泛，与此同时对锂离子电池高能量密度的电化学性能需要进步提高。目前，锂离子电池的研究热点集中在比容量高、循环性能好、安全性能好的负极材料的开法上，在过渡金属氧化物中，NiFe2O4被认为是一种极具应用前景的锂离子电池负极材料。NiFe2O4具有915mAh/g的理论比容量，而且资源丰富，成本较低，对环境友好。但是NiFe2O4材料本身存在电导率低、充放电循环过程中体积变化大等缺陷，导致循环稳定性差，电化学性能不理想。
CN 105702475 A公开了一种超级电容器负极材料铁酸镍及其制备方法，以钛片或不锈钢或泡沫镍为基底，尿素为沉淀剂，氯化亚铁为铁源，采用溶剂合成法制得铁酸镍材料。呈现颗粒状结构，铁酸镍均匀地沉积在钛片表面。
CN 105679547 A公开了一种铁酸镍基锂离子混合电容器及其制备方法。该方法将活性炭与石墨烯的混合材料作为正极材料；以乙醇分散碳材料，溶解硝酸铁、硝酸镍与尿素，通过溶剂热反应得到二元复合材料前驱体，对前驱体原位聚合苯胺得到铁酸镍基的三元复合材料，作为负极材料，并进行预嵌锂处理；六氟磷酸锂作为电解液，组装得到锂离子混合电容器。
发明内容
本发明的目的在于提出一种铁酸镍负极材料的改性方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种铁酸镍负极材料的改性方法，包括：
(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中，分别加入硝酸镍和硝酸铁，再加入CO(NH2)2，搅拌至完全溶解；
(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中，填充度为75-90％，加温至175-190℃反应18-36小时，冷却并离心分离；
(3)将步骤(2)得到的粉末分散于10-20wt％的蔗糖溶液中，加入分散剂，混合均匀，得到浆状物；
(4)将所述浆状物于100-110℃下烘干，至于惰性气氛中于管式炉中400-420℃下处理30-90min，得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。
本发明所述的方法，集中在对所述工艺的改进，其反应工艺是本发明的发明点，而不是工艺条件的确定。本领域技术人员可以根据最终产品的要求，自由确定所述工艺条件，例如各个物质的含量与比例。本发明不再就其赘述。
本发明所述的改性方法，先合成NiFe2O4/石墨烯复合材料，继而在高温下进行炭化处理，使NiFe2O4/石墨烯复合材料表面均匀包覆碳层。
本发明改性方法得到的材料，其首次放电量为1237mAh/g以上，循环100次以后，其容量保持率在96％以上。由此可知，本发明的改性方法增加了材料的导电性能，提高了充放电过程中的可逆性，改善了材料的循环性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种铁酸镍负极材料的改性方法，包括：
(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中，分别加入硝酸镍和硝酸铁，再加入CO(NH2)2，搅拌至完全溶解；
(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中，填充度为75％，加温至175℃反应18小时，冷却并离心分离；
(3)将步骤(2)得到的粉末分散于10wt％的蔗糖溶液中，加入分散剂，混合均匀，得到浆状物；
(4)将所述浆状物于100℃下烘干，至于惰性气氛中于管式炉中400℃下处理30min，得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。
实施例2
一种铁酸镍负极材料的改性方法，包括：
(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中，分别加入硝酸镍和硝酸铁，再加入CO(NH2)2，搅拌至完全溶解；
(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中，填充度为90％，加温至190℃反应36小时，冷却并离心分离；
(3)将步骤(2)得到的粉末分散于20wt％的蔗糖溶液中，加入分散剂，混合均匀，得到浆状物；
(4)将所述浆状物于110℃下烘干，至于惰性气氛中于管式炉中420℃下处理90min，得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。
实施例3
一种铁酸镍负极材料的改性方法，包括：
(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中，分别加入硝酸镍和硝酸铁，再加入CO(NH2)2，搅拌至完全溶解；
(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中，填充度为80％，加温至180℃反应24小时，冷却并离心分离；
(3)将步骤(2)得到的粉末分散于15wt％的蔗糖溶液中，加入分散剂，混合均匀，得到浆状物；
(4)将所述浆状物于100℃下烘干，至于惰性气氛中于管式炉中410℃下处理45min，得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。
实施例1-3改性方法得到的材料，其首次放电量为1237mAh/g以上，循环100次以后，其容量保持率在96％以上。由此可知，本发明的改性方法增加了材料的导电性能，提高了充放电过程中的可逆性，改善了材料的循环性能。

Claims (1)

1.一种铁酸镍负极材料的改性方法，包括：
(1)将氧化石墨均匀分散在去离子水中，分别加入硝酸镍和硝酸铁，再加入CO(NH2)2，搅拌至完全溶解；
(2)将步骤(1)的溶液转移至高压釜中，填充度为75-90％，加温至175-190℃反应18-36小时，冷却并离心分离；
(3)将步骤(2)得到的粉末分散于10-20wt％的蔗糖溶液中，加入分散剂，混合均匀，得到浆状物；
(4)将所述浆状物于100-110℃下烘干，至于惰性气氛中于管式炉中400-420℃下处理30-90min，得到NiFe2O4/石墨烯/碳复合改性材料。
CN201610989405.1A 2016-11-10 2016-11-10 一种铁酸镍负极材料的改性方法 Pending CN106531994A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610989405.1A CN106531994A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种铁酸镍负极材料的改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610989405.1A CN106531994A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种铁酸镍负极材料的改性方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106531994A true CN106531994A (zh) 2017-03-22

Family

ID=58350747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610989405.1A Pending CN106531994A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种铁酸镍负极材料的改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106531994A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107611363A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸钴/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611362A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸锰/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611425A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸锌/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611361A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状结构铁酸镍/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN108039479A (zh) * 2017-12-25 2018-05-15 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种用于锂电池的阴极材料及其制备方法
CN109256282A (zh) * 2018-08-03 2019-01-22 无锡泰科纳米新材料有限公司 一种导电型石墨烯片浆料的制备方法
CN110828787A (zh) * 2019-10-09 2020-02-21 中国科学院福建物质结构研究所 一种NiFe2O4纳米复合材料及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679547A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 南京理工大学 一种铁酸镍基锂离子混合电容器及其制备方法
CN105803420A (zh) * 2016-03-21 2016-07-27 中南大学 石墨烯和/或碳纳米管包覆金刚石复合材料及其制备方法及应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679547A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 南京理工大学 一种铁酸镍基锂离子混合电容器及其制备方法
CN105803420A (zh) * 2016-03-21 2016-07-27 中南大学 石墨烯和/或碳纳米管包覆金刚石复合材料及其制备方法及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨光: "铁酸镍负极材料的改性及其电化学性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107611363B (zh) * 2017-07-26 2020-09-22 华南理工大学 一种梭状铁酸钴/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611362A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸锰/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611425A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸锌/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611361A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状结构铁酸镍/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611425B (zh) * 2017-07-26 2020-09-22 华南理工大学 一种梭状铁酸锌/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611363A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 华南理工大学 一种梭状铁酸钴/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611362B (zh) * 2017-07-26 2020-09-22 华南理工大学 一种梭状铁酸锰/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN107611361B (zh) * 2017-07-26 2020-09-22 华南理工大学 一种梭状结构铁酸镍/碳锂离子电池纳米复合负极材料及其制备方法与应用
CN108039479A (zh) * 2017-12-25 2018-05-15 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种用于锂电池的阴极材料及其制备方法
CN108039479B (zh) * 2017-12-25 2020-06-30 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种用于锂电池的阳极材料及其制备方法
CN109256282A (zh) * 2018-08-03 2019-01-22 无锡泰科纳米新材料有限公司 一种导电型石墨烯片浆料的制备方法
CN110828787A (zh) * 2019-10-09 2020-02-21 中国科学院福建物质结构研究所 一种NiFe2O4纳米复合材料及其制备方法和应用
CN110828787B (zh) * 2019-10-09 2021-09-21 中国科学院福建物质结构研究所 一种NiFe2O4纳米复合材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106531994A (zh) 一种铁酸镍负极材料的改性方法
CN104393254B (zh) 氮掺杂石墨烯/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用
CN109148847B (zh) 一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法
CN101386575B (zh) 一种草酸亚铁的制备方法
CN108511714B (zh) 一种过渡金属磷化物-碳复合材料及其制备方法和应用
CA2732244A1 (en) Method of producing electrode material precursor and electrode material using the electrode material precursor
CN105226260A (zh) 一种锂离子电池用硅基负极材料的制备方法
CN107123810B (zh) 一种基于磷化镍骨架结构复合材料的制备方法及其应用
CN101859886A (zh) 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN111916703B (zh) 一种磷酸锰铁锂/碳@石墨烯复合材料的原位合成方法
CN106784654A (zh) 一种石墨烯包覆钴酸锂材料的制备方法
CN107331856B (zh) 核壳结构的材料、其制备方法及应用
CN107732174B (zh) 一种锂离子电池碳包覆LiFEPO4/CNTs复合正极材料的制备方法
CN111370675B (zh) 一种镶嵌金属磷化物的碳纳米片钠离子电池负极材料及其制备方法
CN104124452A (zh) 一种导电钛化合物包覆的磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN105655561A (zh) 一种磷酸锰锂纳米片的合成方法
CN103484920A (zh) 一种石墨烯/聚苯胺复合阳极制备的方法
CN105470468A (zh) 一种氟掺杂磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法
CN104828878A (zh) 一种石墨烯包覆的镍锰酸锂材料的制备方法
Mao et al. Advanced Aqueous Zinc‐Ion Batteries Enabled by 3D Ternary MnO/Reduced Graphene Oxide/Multiwall Carbon Nanotube Hybrids
CN107658461B (zh) 一种以有机铁化合物为原料制备氟化铁/碳复合材料的方法
CN116845214A (zh) 补钠添加剂和碳共包覆复合磷酸铁钠正极材料、制备方法
CN111193022B (zh) 用于锂离子电池的改性三氟氧钛酸铵的制备及应用
CN104362318B (zh) 一种制备微孔球结构的硅酸亚铁锂/碳复合正极材料的方法
CN108649191B (zh) 一种用于钠离子电池的锑/氮掺杂石墨烯复合物的制备方法及其所得材料和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 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: 20170322

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication