[发明专利]一种尖晶石型高熵氧化物电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种尖晶石型高熵氧化物电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，混合：

(1)按摩尔金属原子化学计量比为1:1:1:1，将氧化铁、氧化铬、氧化锰以及M金属氧化物混合，将混合后的粉末装入ZrO₂球磨罐中；其中，M金属氧化物为氧化镍、氧化锌、氧化铜和氧化钴中的两种或多种；

所述氧化钴为CoO；所述氧化镍为Ni₂O₃；

(2)将粉末在200~500r/min转速下连续球磨2~4小时，得到复合粉末；

步骤2，热处理：

将复合粉末于高温煅烧升温至900℃，恒温煅烧时间为10小时，后冷却至室温，得到高熵氧化物粉末；

所述的尖晶石型高熵氧化物的电极材料化学式为(FeCoNiCrMn)O、 (FeZnNiCrMn)O、(FeCoZnCrMn)O、(FeCoNiCrMnCu)O中的一种；所述高熵氧化物颗粒直径500nm，所述高熵氧化物为尖晶石结构；所述材料的空间群为Fd-3m，其BET比表面积为5~100 m²g^-1；

所述尖晶石型高熵氧化物电池材料作为电池负极片使用，具体方法为：按各组分质量百分比，高熵氧化物粉末70~80％，乙炔黑10~15％，粘结剂10~15％，高熵氧化物粉末、乙炔黑、粘结剂的质量百分比为100%，将高熵氧化物与乙炔黑、粘结剂混合均匀，制备成电池负极片，金属锂片为电池正极，测试电池电化学性能，电压范围为0~3V；

所述的尖晶石型高熵氧化物的电极材料在锂离子电池半电池测试中，在50~2000 mA g^-1的电流密度下，首次充电可逆容量为690 mAh g^-1，经过100~200次循环后，容量为390~400mAh g^-1。

2.根据权利要求1所述的一种尖晶石型高熵氧化物电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，氧化铁、氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化锌、氧化铜和氧化铬粉末纯度高于90％。

3.根据权利要求1所述的一种尖晶石型高熵氧化物电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，球磨之后的复合粉末粒径为500 nm。

4.根据权利要求1所述的一种尖晶石型高熵氧化物电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述粉末高温煅烧的仪器为马弗炉内；所述冷却方法包含随炉冷却、空气冷却和液氮淬火冷却。

5.根据权利要求1所述的一种尖晶石型高熵氧化物电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，升温速率为5~10℃/min。