[发明专利]锂离子电池NiO/MgO/C复合负极材料的制备方法

说明书

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池NiO/MgO/C复合负极材料的制备方法。本发明先采用水热法制备纳米Ni(OH)₂/Mg(OH)₂，然后选用葡萄糖作为碳源，对Ni(OH)₂/Mg(OH)₂进行水热包覆。本发明制备的NiO/MgO/C复合负极材料能够在锂离子电池充放电时防止NiO团聚，又能改善锂离子负极材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池NiO/MgO/C复合负极材料的制备方法。

背景技术

纳米氧化镍(NiO)能够和金属锂发生可逆的氧化还原反应，经多次充放电循环后仍保持较高的比容量和优良的循环性能，使其成为一种发展前景较好的新型锂离子电池负极材料。国内外最近几年才涉足NiO负极材料的研究并取得了一定成果，但进展较缓慢。

纳米NiO粉体的制备方法主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法，不同方法制备的纳米NiO粉体具有不同的结构、晶粒大小以及电化学性能。

化学沉淀法是早期研究主要采用的实验方法：将镍盐与碱作用，生成的沉淀物作为制备NiO的前躯体，经过煅烧得到产物。Meyer M.,Bee A.,Talbot D.,et al.Journal ofColloid and Interface Science[J],2004,277(2):309-315.报道了将NH₃、CH₃NH₂、TMAOH等不同碱液与硝酸镍80℃下反应6h，制备出片状氢氧化镍，并系统分析了不同碱液对产物尺寸和厚度的影响。Deng XY,Zhong Z.Materials Letters[J],2004,58,276-280.报道了通过氨水共沉淀法制备的NiO纳米颗粒平均粒径为9nm。Needham S A,Wang G X,Liu H K.JPower Sources[J],2006,159:254-257.报道了以NiCl₂和氨水为原料采用阳极氧化铝为模板首先制备了Ni(OH)₂，然后经过350℃退火1h制备了长60μm、直径200nm、壁厚23～30nm的NiO纳米管。然而该方法制备的NiO纳米管颗粒较大，循环过程中因Li⁺在NiO材料的嵌入/脱嵌过程中产生较大的应力，活性材料逐渐粉末化损失，从而导致比容量较低且循环性能较差。如在0.025～3.0V电压范围内，以0.025A/g的电流密度充放电，首次放电比容量为600mAh/g，20次循环后比容量为300mAh/g。

为了提高NiO的可逆容量，闫俊美,张静,杨勇.电化学[J],2005,11(3):284-288.中报道以硝酸镍、柠檬酸和乙醇为原料，浓硝酸调节pH值，在70℃时合成了稳定的溶胶和凝胶，然后在380℃退火2h获得了纯度高、粒径分布均匀、颗粒较小的NiO，一般不大于10nm。在0～3V电压范围内，以0.05mA/cm²电流密度充放电，首次放电比容量达1195.1mAh/g，15次循环后可逆比容量仍在800mA/g以上，表现出良好的电化学性能。