[发明专利]锂离子电池负极材料(Mn，Co)3O4及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料及其制备方法，特别是涉及一种锂离子电池负极材料(Mn_,Co)₃O₄及其制备方法。

背景技术

锂离子二次电池作为高比能量化学电源已经广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、摄像机、照相机、便携式仪器仪表等领域，迅速发展成为目前最重要的二次电池之一。锂离子电池作为最新一代的绿色高能蓄电池，于20世纪90年代初迅速发展起来，锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点倍受青睐。锂离子电池技术已经不仅仅是一项产业技术，同时，它还关系着一个国家的信息产业的发展，是新能源产业发展的基础，也是现代和未来军事设备不可缺少的动力能源。所以锂离子二次电池引起全世界的高度关注和研究的热点。但伴随着电子信息技术的快速发展，对锂离子电池的性能也提出了更高的要求，它的发展也最值得关注。

目前，商业化的锂离子电池负极材料大多数采用碳负极材料，但是碳负极材料存在一些缺陷：首次放电过程中与电解液发生反应形成表面钝化膜，导致电解液的消耗和首次库伦效率较低；碳电极与金属锂的电极电位相近，在电池过充电时，仍可能会在碳电极表面析出金属锂，而形成枝晶造成短路，引发安全问题等。寻找新型的锂离子负极材料成为研究的热点。        

(Mn_,Co)₃O₄是一种尖晶石结构的复合氧化物，是一种广泛应用的磁性材料，同时用作燃料电池材料。作为新型的锂离子负极电池材料很少被关注，Lavela及其课题组对 MnCo₂O₄进行了电化学性能研究，其首次放电比容量为1200 mAh/g，该材料被认为是一种有应用前景的锂离子电池材料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种锂离子电池负极材料(Mn_,Co)₃O₄及其制备方法。

一种锂离子电池负极材料(Mn_,Co)₃O₄的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）按摩尔量比将钴盐、锰盐溶在均匀介质中，磁力搅拌使无机盐完全溶解在均匀介质中；

（2）将摩尔量的混合双螯合剂加少量去离子水润湿，加入氨水，摇至形成无色透明溶液，再将无色透明双螯合剂溶液加入无机盐均匀介质中，形成透明溶液，60-80℃ 加热搅拌至形成蓝紫色凝胶；

（3）将凝胶材料于鼓风干燥箱中180-240℃加热至形成黑色多孔的干凝胶；

（4）将得到的黑色干凝胶研磨成粉末，在马弗炉750-900℃下煅烧5-10小时得到目标产物。

所述的钴盐为硝酸钴、氯化钴、醋酸钴、硫酸钴、草酸钴中的一种。

所述的锰盐为硝酸锰、氯化锰、碳酸锰、醋酸锰、草酸锰中的一种。

所述的均匀介质为去离子水、乙醇、丙酮中的一种或其组合。

所述的螯合剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙酰丙酮、聚丙烯酸中的任意两种。

一种锂离子电池负极材料(Mn_,Co)₃O₄，根据上述任一权利要求所述方法制备得到。

 有益效果：

本发明利用双螯合剂改性的溶胶凝胶法有效制备出(Mn_,Co)₃O₄材料。形成有序的网状结构，增加了材料的比表面积，进而提高了材料的电化学性能。该方法制备的(Mn_,Co)₃O₄分散性好，形成有序的网状结构，比表面积大，电化学性能高，且制备工艺简便，成本低廉，有可能成为具有前途的一种材料。

附图说明

图1为实施例1制备Mn₂CoO₄材料的XRD图；

图2为实施例1制备Mn₂CoO₄材料的SEM图；

图3为实施例1制备Mn₂CoO₄材料的放电曲线图。    

具体实施方式

本发明下面通过具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例一：