[发明专利]一种铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料的制备方法

说明书

本发明公开一种铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料的制备方法，将钨酸钠、硝酸铬、硝酸银与1,2,4‑三氮唑加入去离子水中配制成混合溶液，向混合溶液中加入多孔炭粉末，用磁力搅拌器搅拌，并通过稀硝酸调节pH值到1~2，然后在150~160℃下反应3~5天，并自然冷却到室温后过滤，用去离子水与酒精洗涤、干燥；将干燥后的粉末在氮气环境下焙烧；焙烧完成后，随炉冷却到室温，得到焙烧产物即为铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭材料；本发明制备得到的铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭产品结构细腻，导电性能良好等优点。

技术领域

本发明涉及一种铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

科技的发展、人类生活质量的提高；石油资源面临危机、地球生态环境日益恶化，形成了新型二次电池及相关材料领域的科技和产业快速发展的双重社会背景。一方面，是信息科技和信息产业的日新月异。移动电话、笔记本电脑、形形色色的便携式电器层出不穷；另一方面，大气污染、地球石油储量不足源储备技术的支撑。市场的迫切需求，使新型二次电池应运而生。其中，锂离子电池(包括锂离子聚合物电池)作为最新型的二次电池，由于其优越的性能而备受青睐。锂离子电池产业蓬勃发展，研究开发日新月异，应用领域不断扩展。但锂离子电池行业竞争非常激烈，寻找高容量、低成本的新型电极材料是进一步降低电池成本、增强竞争力的有力手段。过渡金属氧化物是很有前景的一类新型负极材料。

纳米过渡金属氧化物(MO，M=Co， Ni， Cu， Fe，W)负极具有良好的的储锂性能，许多其它过渡金属氧化物如CuO、Fe₂O₃、Co₃O₄、WO₃等都可通过转化反应储锂，相对于炭材料而言，过渡金属氧化物有着更高的容量，但是这些这些过渡金属氧化物的电子或离子的扩散系数较小，使得其导电性能较差，电极反应的可逆性降低，比容量伴随着充放电循环而快速衰减。其中WO₃是常温下钨的最稳定氧化物，环境毒害小，价格低廉，理论比容量高(693mAh∙g-1)，是一种有发展潜力的锂离子电池负极材料，然而，块体WO₃的电导率低，充放电过程中体积变化大，导致其倍率性能和循环稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料的制备方法，该方法工艺简单、成本低，得到的产物具有特殊形貌结构的铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料，具有高的放电比容量和优异的循环性能，具体包括以下步骤：

（1）将钨酸钠、硝酸铬、硝酸银与1,2,4-三氮唑加入去离子水中配制成混合溶液，混合溶液中再加入一定质量的多孔炭粉末，然后用磁力搅拌器搅拌分散1~2h，通过逐步滴加稀硝酸调节混合液pH值到1~2得到混合液，整个过程在常温下进行；

（2）将步骤（1）得到的混合液转移到反应釜中加热，在温度150~160℃下反应3~5天，然后自然降温至室温，取出混合液过滤、洗涤、干燥得到粉末状物质；

（3）将步骤（2）中干燥后的粉末取出，在惰性气氛下快速升温至450~550℃，保温为1~2h，焙烧完成后，惰性气氛保护下随炉冷却到室温，研磨后得到铬与银双金属掺杂纳米氧化钨@多孔炭负极材料。

步骤（1）所述钨酸钠、硝酸铬、硝酸银与1,2,4-三氮唑的摩尔比为4:1:1:4~2:1:1:2；钨酸铵与多孔炭的质量比为5:1~6:1。

步骤（3）所述焙烧时升温速率为6~10℃/ min。

步骤（3）所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。

所述多孔炭为市售常规多孔炭。