[发明专利]一种棒状碳酸钴铁复合材料及其应用

权利要求书

1.一种棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，所述棒状碳酸钴铁复合材料的分子式为Fe_xCo_1-xCO₃，其中0＜x＜1，形貌为棒状，棒宽度为2.5±0.5微米，棒长度由x值大小调控，其中x=0.2时棒长7±1微米，x=0.4时棒长8±1微米，x=0.6时棒长5±1微米，x=0.8时棒长3±1微米；所述棒状碳酸钴铁复合材料由如下方法制得：

（1）将可溶性铁盐和钴盐分别以0.01～5.00mmol/40mL的量加入蒸馏水中，并且使水中可溶性铁盐与钴盐的摩尔比为x:(1-x)，其中x值为0＜x＜1，搅拌水溶液至溶液澄清；

（2）搅拌条件下向上述溶液中按0.01～10.00mmol/40mL的量添加碳酸盐，然后再持续搅拌10～30min得浑浊溶液；

（3）向步骤（2）制得的溶液中搅拌条件下按0.01～5.00mmol/40mL的量添加金属离子络合剂，然后再持续搅拌10～30min；

（4）将步骤（3）制备的溶液转移到反应釜中，密封，放到50～200℃烘箱中，反应1～24h；

（5）反应结束后，将反应釜冷却至室温；

（6）弃去反应釜内的上清液，产物经水、乙醇先后各冲洗3±1遍，再置30～100℃烘箱中烘干5～12h，得到的粉末状产物即为棒状碳酸钴铁复合材料；

其中，上述可溶性铁盐是三氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硫酸高铁铵、硫酸亚铁铵、氯化亚铁、硫酸亚铁或醋酸亚铁；上述可溶性钴盐是氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、硫酸钴铵或乙酸钴；上述碳酸盐是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵或碳酸氢铵；上述金属离子络合剂是三聚磷酸钠、焦磷酸钠、二乙醇胺、三乙醇胺、酒石酸、抗坏血酸、葡萄糖酸钠或海藻酸钠。

2.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，上述可溶性铁盐是硫酸亚铁铵、氯化亚铁、硫酸亚铁或醋酸亚铁。

3.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，上述可溶性钴盐是氯化钴、硝酸钴、硫酸钴或乙酸钴。

4.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，上述x值为0.2，0.4，0.6或0.8。

5.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，上述碳酸盐是碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸铵或碳酸氢铵。

6.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，上述金属离子络合剂是焦磷酸钠、二乙醇胺、酒石酸、抗坏血酸或海藻酸钠。

7.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，步骤（4）所述烘箱温度为100～180℃。

8.如权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料，其特征在于，步骤（4）所述反应时间为9～19h。

9.权利要求1所述棒状碳酸钴铁复合材料在制备锂离子电池负极材料中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用的方法是：

（1）按质量比为7:1:2的比例分别称取棒状碳酸钴铁复合材料、海藻酸钠和乙炔黑，先将棒状碳酸钴铁复合材料、海藻酸钠和乙炔黑放到坩埚中研磨10～20min，然后加水湿润，继续研磨10～30min，将糊状的混合物均匀的涂布在铜箔上，在100±30℃下干燥10～24h，之后对上述铜箔进行碾压，再切成直径一定的圆片，制得电极片；

（2）在充满氩气的手套箱中，以常规方法将电极片、隔膜、锂片和泡沫镍组装成扣式电池。