专利名称 ---【 具有单分散结构特征的碳包覆NiPx纳米复合电极材料及其制备方法 】

基本信息
申请号
CN201611113073.7
申请日
2016.12.07
公开(公告)号
CN108172770A
公开(公告)日
2018.06.15
申请(专利权)人
中国科学院上海硅酸盐研究所
申请人地址
200050 上海市长宁区定西路1295号
发明人
郭向欣;娄沛莉;崔忠慧; 专利类型 发明专利
摘要
本发明涉及具有单分散结构特征的碳包覆NiPx纳米复合电极材料及其制备方法,所述具有单分散结构的碳包覆NiPx纳米复合电极材料包括:导电碳材料基体、和以单分散状态均匀弥散分布在导电碳材料基体内部的碳包覆的NiPx纳米颗粒。本发明中,碳包覆的NiPx纳米颗粒,是呈现单分散的结构特征弥散在导电碳基体中的。这种独特的组成和结构形态可以极大地缩短电子和锂离子传输路径,提升复合材料的机械强度,缓解活性材料在发生转变反应的过程中产生的应力应变,从而保证电极材料的结构完整性。 1
主权项
1.一种具有单分散结构的碳包覆NiPx纳米复合电极材料,其特征在于,包括:导电碳材
料基体、和以单分散状态均匀弥散分布在导电碳材料基体内部的碳包覆的NiPx纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的碳包覆NiPx纳米复合电极材料,其特征在于,所述碳包覆的
NiPx纳米颗粒尺寸为20~150?nm,其中包覆在NiPx颗粒表面的碳层厚度为1~10?nm。
3.根据权利要求1或2所述的碳包覆NiPx纳米复合电极材料,其特征在于,所述碳包覆的
NiPx纳米颗粒在所述复合电极材料中的质量百分比含量为20~95%,优选为40~90%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳包覆NiPx纳米复合电极材料,其特征在于,1≤x
≤3,即所述NiPx为单磷相或者富磷相磷化镍。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳包覆NiPx纳米复合电极材料,其特征在于,所述
导电碳材料基体选自多壁碳纳米管,单壁碳纳米管,垂直碳管,石墨烯,碳纤维,活性炭,炭
黑,碳布中的至少一种。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的碳包覆NiPx纳米复合电极材料的制备方法,其特
征在于,包括以下步骤:
(1)将碳材料进行酸化处理;
(2)将上述经过酸化后的碳材料与镍金属盐混合,溶于N?甲基吡咯烷酮中,然后在搅拌
的同时于160~200℃加热回流,将所得产物分离出来,干燥,然后在250~400℃之间进行煅
烧,得到一氧化镍/碳复合材料;
(3)将上述得到的一氧化镍/碳复合材料与有机聚合物研磨混合,然后在惰性气氛下于
380~500℃进行煅烧碳化,得到碳包覆的金属镍/碳纳米复合材料;
(4)将上述得到的碳包覆的镍/碳复合材料与红磷混合研磨,在真空环境下于400~800
℃进行加热处理;热处理产物依次经过洗涤、干燥,即得所述具有单分散结构的碳包覆NiPx
纳米复合电极材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述酸化处理包括:将碳
材料和强酸混合并在搅拌的同时于160~200℃加热回流0.5~2小时;优选地,所述强酸为
浓硝酸,浓硫酸中的至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述镍金属盐为硝酸
镍,硫酸镍,氯化镍中的至少一种;所述镍金属盐和碳材料的物质摩尔配比为1:0.5~10;加
热回流时间为1~2小时;煅烧时间为0.5~4小时。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述有机聚
合物优选为聚偏氟乙烯,聚偏氟乙烯?六氟丙烯,聚四氟乙烯中的至少一种;所述一氧化镍/
碳复合材料与有机聚合物的质量配比为1~3:?1;煅烧时间为10~24小时;步骤(4)中,碳包
覆的镍/碳复合材料与红磷混合的质量配比为1~10:1;煅烧时间为24~50小时。
10.一种锂离子电池,其特征在于,以权利要求1至5中任一项所述的碳包覆NiPx纳米复
合电极材料为负极材料。

 

IPC信息
IPC主分类号
H01M4/36(2006.01)I
IPC分类号
H01M4/36(2006.01)I;H01M4/58(2010.01)I;H01M4/62(2006.01)I;H01M10/0525(2010.01)I;B82Y30/00(2011.01)I;B82Y40/00(2011.01)I

 

法律状态信息
法律状态公告日
2018.07.13
法律状态
实质审查的生效 法律状态信息
实质审查的生效 IPC(主分类):H01M 4/36 申请日:20161207
法律状态公告日
2018.06.15
法律状态
公开 法律状态信息
公开

 

代理信息
代理机构名称
上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙) 31261
代理人姓名
郑优丽;熊子君
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