[发明专利]碳包裹镍锌双金属氧化物材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及碳包裹镍锌双金属氧化物材料及其制备方法与应用，将锌盐、镍盐、配体和有机溶剂混合搅拌形成均匀溶液，置于水热反应釜中，升温恒温，待冷却至室温后过滤其中的晶体，清洗烘干得镍锌有机框架材料，用氧化铝方舟盛放置于管式炉内，注入保护气体，升温恒温，取出冷却至室温得碳包裹镍锌双金属氧化物。本发明用作锂离子电池负极的时候，相对于常规锂离子电池负极中的石墨具有更高的比容量。现阶段普遍使用的石墨作为负极的锂电池的理论比容量为370mAh/g，实际使用时更低。而本发明产物在使用时可获得460mAh/g以上的容量，且循环500圈后没有明显的减少，说明本发明在容量提高的同时还能保持容量的稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备工艺领域，特别涉及一种锂离子电池负极技术，具体涉及一种碳包裹镍锌双金属氧化物材料及其制备方法与应用。

背景技术

锂离子电池是目前最常用的电能存储设备，广泛应用于电动汽车、笔记本电脑、移动电话等设备。但是随着现代生活水平的提高，人们对汽车的续航能力、手机的待机时间等要求越来越高。因此对锂离子电池的容量要求也越来越高。提升电池容量可以着手的方向很多，比如使用更高比容量的正负极材料，减少不必要的集流体等手段。当容量提升以负极材料为突破口时一般是以较大容量负极材料替换常用的石墨（理论容量372Ah/g），常见的大容量负极材料包括硅（理论容量约4200mAh/g）、金属氧化物（四氧化三铁的理论容量约1000mAh/g）等材料。但大容量材料往往在充放电过程中，因产生较大的体积变化，继而引起负极材料的剥离，最终造成负极材料失效和电池循环性能的下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳包裹镍锌双金属氧化物材料及其制备方法与应用，以提升负极材料的容量，同时拥有稳定的循环性能。

本发明所采用的技术方案为：

碳包裹镍锌双金属氧化物材料的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：镍锌有机框架材料的制备：

镍盐：锌盐：配体按摩尔比为2:1:1准备，将锌盐、镍盐、配体和有机溶剂混合搅拌形成均匀溶液，镍盐浓度为80mmol/L，锌盐浓度为40mmol/L，置于水热反应釜中，升温至140-150℃后，恒温3h，待冷却至室温后过滤其中的晶体，用乙醇和N，N二甲基乙酰胺清洗烘干得镍锌有机框架材料；

步骤二：碳化：

将镍锌有机框架材料用氧化铝方舟盛放置于管式炉内，注入保护气体，以2℃/min的速率升温至600℃，并恒温3h，取出冷却至室温得碳包裹镍锌双金属氧化物。

锌盐为醋酸锌或硝酸锌。

镍盐为乙酰丙酮镍。

配体为羟基对苯二甲酸或对苯二甲酸。

有机溶剂是V（N，N-二甲基乙酰胺）：V（乙醇）=5:3的混合溶剂。

保护气体是氮气或氩气。

如所述的制备方法制得的碳包裹镍锌双金属氧化物材料。

如所述的碳包裹镍锌双金属氧化物材料作为锂离子电池负极材料的应用。

本发明具有以下优点：

1.本发明用作锂离子电池负极的时候，相对于常规锂离子电池负极中的石墨具有更高的比容量。现阶段普遍使用的石墨作为负极的锂电池的理论比容量为370mAh/g，实际使用时更低。而本发明产物在使用时可获得460mAh/g以上的容量，且循环500圈后没有明显的减少，说明本发明在容量提高的同时还能保持容量的稳定性。