[发明专利]一种亚微米棒状Sb4O5Cl2的简单水热制备方法

说明书

本发明公开了一种亚微米棒状Sb₄O₅Cl₂的简单水热制备方法。首先将SbCl₃与去离子水混合，然后进行磁力搅拌使SbCl₃溶解并得到乳白色的悬浊液，再加入去离子水和L‑半胱氨酸；继续进行磁力搅拌，得到白色悬浊液；然后将白色悬浊液转移至高压反应釜中，于100～150℃下水热反应10～15小时，分离干燥得到最终产物亚微米棒状Sb₄O₅Cl₂。本发明制备的亚微米棒状Sb₄O₅Cl₂材料颗粒粒径细小，直径约为400～700nm，长度约4～10μm，粒径均一，具有优异的电化学性能。

技术领域

本发明主要是公开了一种亚微米棒状Sb₄O₅Cl₂的简单水热制备方法， Sb₄O₅Cl₂可用作锂离子电池负极材料，属于化学电源材料制备技术领域。

背景技术

锂离子电池因其具有灵便、安全性好、循环寿命长、无记忆效应、无污染、高容量及高能量密度等优良特性，已成为当今便携式电子产品的可再充电式电源的主要选择对象之一。发展高能锂离子电池的关键技术之一是负极材料的开发。目前，实用化的锂离子电池负极材料基本上是石墨类碳材料，其理论容量只有372mAh g^-1，而且首次循环时具有较大的不可逆容量损失和高倍率充放电性能差等缺陷，碳负极在有机电解质中易形成固体电解质界面层(SEI膜)，引起初始容量的不可逆损失，且碳材料的电极电位与金属锂相近，当电池过充电时，碳电极表面易析出金属锂，形成枝晶而引起短路。因此，为了克服目前碳材料存在的问题，主要在两个方面进行研究：一是通过各种物理和化学方法对碳材料进行改性，提高其电化学性能；另一方面则集中寻找能替代碳材料的新型负极材料，如近年研究较多的锑基材料、锡基材料、硅基材料等。

锑基材料作为锂离子电池负极具有比较高的理论容量，作为碳负极的潜在取代材料而被广泛研究。例如：首次理论嵌锂容量金属Sb为660mAh g^-1、辉锑矿Sb₂S₃为947mAh g^-1、锡锑合金SbSn为824mAh g^-1以及氧化锑Sb₂O₃为1028 mAh g^-1等。在形成合金Li-Sb的过程中，锑Sb与Li可形成两种电位相近的金属间化合物Li₂Sb和Li₃Sb，因此不能看到两个明显的嵌锂平台，其嵌锂电位约为0.8V，能有效避免生成锂枝晶，提高了电池使用安全性，且在嵌脱锂过程中具有非常平坦的电化学反应平台、工作电压稳定。对于锑基负极材料的研究主要集中在锑基硫化物、锑基氧化物、金属锑以及锑基氯氧化物的研究。这几类材料具有不同的组成、结构和性能，但大部分储锂机理均为合金化机理。锑基材料在锂离子电池负极领域具有很好的发展潜力，日趋成为关注和研究的热点。