您所在的位置: 成果库 用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池

用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-27 14:25:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 代会会 | 2023-09-27 14:25:22

本发明公开了一种用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池,负极材料为具有介孔结构的碳包覆锡酸锰材料,制备方法包括:将锡源溶液逐滴加入至锰源溶液中,采用溶液沉淀法制得前躯体材料;将前躯体材料在惰性气氛下煅烧得到锡酸锰纳米粒子团;将锡酸锰纳米粒子团放在可溶性的糖类溶液中,通过水热碳包覆制得碳包覆锡酸锰纳米粒子团;将所述碳包覆锡酸锰纳米粒子团在惰性气氛下煅烧得到具有介孔结构的碳包覆锡酸锰纳米粒子团。本发明利用较为简便的沉淀法及水热法,可以获得具有一定的介孔结构的碳包覆锡酸锰负极材料,不仅有助于降到材料的成本,还能有效地改善锡基负极的循环性能差等不足。

本发明的目的在于提供一种用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池,通过制备具有介孔结构的锡酸锰MnSnO3纳米粒子团,结合新型的碳包覆工艺,从根本上解决高容量合金负极材料循环性能差的问题。为了实现上述目的,本发明实施例提供的技术方案如下:一种用于非水二次电池的负极材料,所述负极材料为具有介孔结构的碳包覆MnSnO3材料。相应地,一种非水二次电池的负极材料的制备方法,所述方法包括:S1、将锡源溶液逐滴加入至锰源溶液中,采用溶液沉淀法制得前躯体材料MnSn(OH)6;S2、将所述前躯体材料MnSn(OH)6在惰性气氛下煅烧得到MnSnO3纳米粒子团;S3、将MnSnO3纳米粒子团放在可溶性的糖类溶液中,通过水热碳包覆制得碳包覆MnSnO3纳米粒子团;S4、将所述碳包覆MnSnO3纳米粒子团在惰性气氛下煅烧得到具有介孔结构的碳包覆MnSnO3纳米粒子团。

本发明涉及非水二次电池技术领域,特别是涉及一种用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池。

背景技术

随着资源的快速消耗以及越来越严重的气候异常问题,人们对于清洁的可再生能源的需求也与日俱增。锂离子二次电池属于清洁能源领域,具有安全性好,循环性能好,循环寿命长,无毒无害等特点,目前以及成为手机、平板电脑,笔记本电脑,数码相机等产品的标配电源,未来也有希望被用做大型动力电源和大型储能电源。

随着应用领域的不断拓展,对新型的锂离子电池在能量密度方面的要求也越来越高。一般说来,商业化的锂离子电池正极一般使用钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴三元材料或磷酸铁锂等材料,目前这些正极材料的实际使用比容量约140-160mA h g-1之间,负极材料一般是天然石墨或人工石墨等碳材料,其理论比容量为372mA h g-1。由于正极材料的实际比容量要低于负极材料的比容量,因此当前提高锂离子电池体积比能量的通常做法是提高正负极的压实密度,进而提高电池内活性物质的实际装填量。过高的压实密度会导致电池的安全性和循环性能下降,并且石墨负极的实际使用的比能量约为350-360mA h g-1,已经十分接近其理论容量,因此靠增加石墨负极的压实密度来为增加正极材料的装填量的空间是很有限的。只有开发高比容量的新型负极材料才是有效提高锂离子电池体积比能量的根本途径。

因此,针对上述技术问题,有必要提供一种用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种用于非水二次电池的负极材料及其制备方法、非水二次电池负极和非水二次电池,通过制备具有介孔结构的锡酸锰MnSnO3纳米粒子团,结合新型的碳包覆工艺,从根本上解决高容量合金负极材料循环性能差的问题。

发明人:李德成 方国清 刘伟伟 孙洪丹 夏炳波 王海波 吴晶晶苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州,是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校,是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家国防科技工业局和江苏省人民政府共建高校,是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University(东吴大学,1900年创办),开现代高等教育之先河,融中西文化之菁华,是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上,东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学(英美法)专业教育,也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整,由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院,同年更名为江苏师范学院。1982年,学校更复名苏州大学(Soochow University)。

与现有技术相比,本发明利用较为简便的沉淀法及水热法,可以获得具有

一定的介孔结构的碳包覆MnSnO3负极材料,不仅有助于降到材料的成本,还

能有效地改善锡基负极的循环性能差等不足,制备得到的电池具有高可逆比

容量和良好循环特性。

当前专利在中国不属于公知技术,未经权利人许可不得实施,希望将科技成果转让给研发实力雄厚的企业,由受让人对科技成果实施转化。交易的是科技成果中的知识产权,可以包括专利权、专利申请权、技术秘密等。科技成果转让后,转让方获得转让费,不再是科技成果的所有人;受让方向转让方支付转让费,并成为科技成果的新的所有人。