[发明专利]一种锂离子电池MnO/MgO复合负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池MnO/MgO复合负极材料及其制备方法，包括如下步骤：将锰盐和镁盐共同与沉淀剂草酸盐或碳酸盐在水或有机溶剂中于10‑200℃反应0.5‑24h，得到草酸盐或碳酸盐前驱体，其中锰盐和镁盐的总摩尔数与沉淀剂摩尔数的比例为1.1‑2.4；将前驱体在惰性气氛中于400‑700℃反应1‑12h得到Mn_1‑xMg_xO固溶体，其中x＝0.0‑0.10；将制备的Mn_1‑xMg_xO固溶体与粘接剂PPALi和导电剂乙炔黑按照公知的方法制备Mn_1‑xMg_xO电极片，将Mn_1‑XMg_xO电极片与锂片或含锂的正极材料组成电池，电池在0.2C的电流下通过电化学锂化/去锂化反应得到MnO/MgO复合材料。本发明提供锂离子电池MnO/MgO复合负极材料的制备方法，使用该方法制备的复合材料，具有较高的比容量和电化学循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，尤其涉及一种MnO/MgO复合负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池不仅是移动电话、笔记本电脑、摄像机等便携式电子产品的主流电源，而且也是电动汽车和电力储能系统首选的动力与储能电池，应用前景广阔。碳材料是目前商品锂离子电池的主流负极材料，但它的比容量、倍率性能和安全性能还不能满足动力和耗能电池的要求。因此，新型负极材料的研究开发则是锂离子动力和储能电池亟待解决的一个重要课题。

自Poizot报道过渡金属氧化物可用作锂离子电池负极材料以来，这类负极材料就引起了广泛的关注。其中，MnO比容量高(理论容量756mAh·g^-1，是石墨的2倍)、密度大(5.43g·cm^-3)、电动势低(1.032V Vs.Li⁺/Li)、资源丰富、环境友好，是一种极具应用前景的负极材料。但电导率低、充放电过程中体积变化大、首次库伦效率低限制了它的实际应用。这也是其实际应用必须要解决的问题。

解决此问题的途径之一是合成纳米尺寸MnO与导电基底的纳米复合材料，缩短离子和电子的传输路径，提高活性材料的利用率和倍率性能。为了提高MnO负极材料的性能，人们研究了纳米MnO复合负极材料合成方法，如公开文献报道了一些相关的文献，经检索部分摘录如下：

(1)申请(专利)号CN201911209852.0，名称一步法合成多孔MnO/C微球用于超级电容器电极材料，申请(专利权)人，吉林化工学院，地址，吉林省吉林市龙潭区承德街45号，主要公开了一种用于超级电容器电极材料的碳负载氧化锰的制备方法，针对实施例1附图2中的产物形貌，所得的MnO/C电极材料是具有许多纳米颗粒包覆构成的多孔微球结构，构成多孔微球结构的纳米微球直径约为2.5um，电化学测试结果表明，在电流密度为0.1A·g^-1时，单电极的比容量达到104.9mAh·g^-1，当电流密度为1A·g^-1时，经过500次循环充放电，电极比容量的保持率为96.4％。