[发明专利]锂离子电池负极用MnOx/Fe2O3纳米复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种MnO_x/Fe₂O₃纳米复合材料，其特征在于该材料是锰系氧化物MnO_x和Fe₂O₃的复合纳米粉体材料，所述的锰系氧化物为MnO、Mn₃O₄、Mn₅O₈、Mn₂O₃或MnO₂。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，所述的Fe₂O₃占复合纳米粉体材料质量百分数的5～90%；进一步优选的，Fe₂O₃占复合纳米粉体材料质量百分数的40～60%。

3.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，所述的锰系氧化物为MnO、Mn₂O₃或MnO₂；进一步优选的锰系氧化物为Mn₂O₃或MnO₂。

4.如权利要求1～3所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，包括步骤如下：

（1）MnO_x的制备：

将MnOOH在O₂或N₂气氛中，200-800℃范围内煅烧1-24小时，得到MnO_x；

（2）MnO_x/Fe₂O₃纳米复合材料的制备：

取上述步骤（1）制备的MnO_x材料，超声分散在水溶液中，然后加入三价铁盐，所述MnO_x与三价铁盐的质量摩尔比为1mg：0.01～0.3mmol；然后加入硝酸钠作为促进剂，用无机酸调节pH=1～2，搅拌混合均匀，转入密闭容器中70～200℃反应1～48小时，反应所得产物在空气中、或N₂气氛中、300～700℃煅烧1～12小时，得到MnO_x/Fe₂O₃纳米复合材料。

5.如权利要求4所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述三价铁盐选自硝酸铁，氯化铁或硫酸铁。

6.如权利要求4所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述硝酸钠浓度为0.5-2mol/L；三价铁盐浓度为0.01-0.3mol/L。

7.如权利要求4所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，在密闭容器中，70～150℃温度下反应1～24小时。

8.如权利要求4所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，在N₂气氛中、于280℃、500℃、700℃煅烧MnOOH2-5小时分别得到Mn₅O₈、Mn₃O₄或MnO。

9.如权利要求4所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）空气气氛中，于280℃、500℃煅烧MnOOH2-4小时分别得到MnO₂或Mn₂O₃。

10.一种锂离子电池，包括采用权利要求1～3所述的锂离子电池负极复合材料MnO_x/Fe₂O₃的负极、可以脱嵌锂离子的正极以及介于所述负极和正极之间的电解质。