微球電極材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高性能微球電極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳作為鋰離子電池的負(fù)極，在有機(jī)電解質(zhì)溶液中碳表面形成能讓電子和鋰離子自由通過的鈍化層，這種鈍化層的形成引起嚴(yán)重的第一次充放電不可逆容量損失，有時(shí)甚至能引起碳電極內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化和電接觸不良。另外，高溫下也可能因保護(hù)層的分解而導(dǎo)致電池失效或安全問題。因此，尋找電位與Li+/Li電對(duì)相近的其它負(fù)極材料的工作一直受到重視。目前已有研宄PbTe基合金電極，發(fā)現(xiàn)其作為電極材料具有容量大，不可逆容量小，性能穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì)，但制備方法均存在在制備過程中所需溫度高，達(dá)500-600°C，設(shè)備昂貴且復(fù)雜、得到產(chǎn)品的產(chǎn)量低于60%，形貌不均一且充放電容量低，僅為400-420mAh/g的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有方法在制備過程中所需溫度尚，達(dá)500-600 °C，設(shè)備昂貴且復(fù)雜、得到產(chǎn)品的產(chǎn)量少且充放電容量低，僅為400-420mAh/g的問題，從而提供四種AgPbniSbTe1^2微球電極材料的制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的第一種AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0005]步驟一、稱取0.8g-l.0g KOH并量取2mL聯(lián)氨，將所述KOH和聯(lián)氨溶于5mL丙酮和5mL去離子水的混合物中，攪拌均勾，得到混合溶液，攪拌時(shí)間為40-50min，攪拌速度為4000-8000r/min ；
[0006]步驟二、稱取0.4-1.0g 的 Pb (CH3COO) 2.3Η20、0.3-0.6g 的 Na2TeO3>0.20-0.40g 的K (SbO) C4H4O6-0.5H20和0.01-0.02g的AgNOj^次溶于步驟一所得的混合溶液中，然后放在磁力攪拌器上攪拌15-20min，得到混合物；
[0007]步驟三、將0.1-0.4g草酸鈉加入到步驟二所得的混合物中，攪拌均勻，得到混合溶液；
[0008]步驟四、將步驟三所得的混合溶液加入到有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中并密封，混合溶液的加入量為聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜容積的60% -80%，然后在溫度為180°C的條件下熱處理4-8h，自然冷卻至室溫，得AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體；
[0009]步驟五、將AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體過濾、洗滌3_5次，然后在溫度為600C的條件下，干燥時(shí)間6-9h，即得AgPbmSbTem+2微球電極材料。
[0010]所述步驟一中攪拌時(shí)間為45min。
[0011]所述步驟一中攪拌速度為5000-7000r/min。
[0012]所述步驟五中洗滌次數(shù)為4次。
[0013]所述步驟五中干燥時(shí)間5_8h。
[0014]第二種方法為:所述步驟一的內(nèi)容替換為:稱取0.8g-l.0g KOH并量取2mL聯(lián)氨，溶于1mL去離子水或1mL丙酮的純?nèi)軇┲?，攪拌均勻，攪拌時(shí)間為40_50min，攪拌速度為4000-8000r/min ;步驟二至步驟五不變。
[0015]第三種方法為:所述步驟一的內(nèi)容替換為:稱取2.0g-4.0g KOH溶于5mL丙酮和5mL去離子水的混合溶液中，攪拌均勻，攪拌時(shí)間為40-50min，攪拌速度為4000_8000r/
min ;步驟二至步驟五不變。
[0016]本發(fā)明所述的第四種AgPbniSbTe1^2微球電極材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0017]步驟一、稱取0.8gK0H并量取2mL聯(lián)氨溶于5mL丙酮和5mL去離子水的混合物中，得到混合溶液，攪拌均勻；
[0018]步驟二、稱取 0.4g 的 Pb (CH3COO) 2.3H20、0.3g 的 Na2Te03、0.20g 的 K (SbO)C4H4O6.0.5H20和0.0lg的AgNO3依次溶于步驟一所得混合溶液中，然后放在磁力攪拌器上攪拌15-20min，得到混合物；
[0019]步驟三、將0.15g草酸鈉加入步驟二所得到的混合物中，攪拌均勻，得混合溶液；
[0020]步驟四、將步驟三所得的混合溶液加入到有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中并密封，混合溶液的加入量為聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜容積的60% -80%，然后在溫度為180°C的條件下熱處理4h，自然冷卻至室溫，得AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體；
[0021]步驟五、將AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體過濾、洗滌3_5次，然后在溫度為600C的條件下，干燥6-9h，即得AgPbmSbTem+2微球電極材料。
[0022]本發(fā)明所述的AgPbniSbTe111+,!球電極材料的制備方法，將KOH和聯(lián)氨溶于丙酮和去離子水的混合溶液中或丙酮和去離子水的純?nèi)軇┲?，在混合溶液中依次添加Pb (CH3COO)2.3H20、Na2Te03、K (SbO) C4H4O6.0.5H20、AgNO3,攪拌后繼續(xù)向混合溶液中添加草酸鈉，將混合溶液攪拌均勻，放入高壓反應(yīng)釜中，經(jīng)熱處理、冷卻后得到AgPb111SbTe1^2微球電極材料前驅(qū)體，再經(jīng)洗滌、干燥即得AgPbmSbTem+2微球電極材料。本發(fā)明得到的AgPb mSbTem+2微球電極材料為結(jié)晶度好、粒度分布窄的粉體，純度高達(dá)99%以上，產(chǎn)品分散性良好，無需研磨，避免了由研磨而造成的結(jié)構(gòu)缺陷和引入雜質(zhì)，產(chǎn)量達(dá)到98%以上，本發(fā)明采用水熱法制備出的AgPbmSbTem+2微球電極材料合成時(shí)間短，僅4小時(shí)，在低溫條件下就可控制，溫度僅為180°C，設(shè)備造價(jià)低、操作簡(jiǎn)單并容易實(shí)現(xiàn)得到不同形貌的高充放電容量的電極材料，充放電容量達(dá)480mAh/g。
[0023]本發(fā)明可用于制備AgPbniSbTeni+^球電極材料。
【附圖說明】
[0024]圖1是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得的產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料的X射線衍射分析圖譜。
[0025]圖2是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得的產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料的SEM圖。
[0026]圖3是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得的產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料的TEM圖。
[0027]圖4是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得到產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料的電子衍射圖。
[0028]圖5是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPbmSbTem+2微球電極材料的制備方法所得到產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料的EDS能譜。
[0029]圖6是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPbmSbTem+2微球電極材料的制備方法所得到產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料在不同倍率下的放電容量對(duì)比圖。
[0030]圖7是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得到產(chǎn)物AgPbmSbTem+2微球電極材料在不同倍率下的充電容量對(duì)比圖。
[0031]圖8是利用【具體實(shí)施方式】八所述的AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法所得到產(chǎn)物AgPb111SbTe1^2微球電極材料不同倍率下的放電容量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]【具體實(shí)施方式】一:第一種AgPb111SbTe1^2微球電極材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0033]步驟一、稱取0.8g-l.0g KOH并量取2mL聯(lián)氨，將所述KOH和聯(lián)氨溶于5mL丙酮和5mL去離子水的混合物中，攪拌均勾，得到混合溶液，攪拌時(shí)間為40-50min，攪拌速度為4000-8000r/min ；
[0034]步驟二、稱取0.4-1.0g 的 Pb (CH3COO) 2.3Η20、0.3-0.6g 的 Na2TeO3>0.20-0.40g 的K (SbO) C4H4O6-0.5H20和0.01-0.02g的AgNOj^次溶于步驟一所得的混合溶液中，然后放在磁力攪拌器上攪拌15-20min，得到混合物；
[0035]步驟三、將0.1-0.4g草酸鈉加入到步驟二所得的混合物中，攪拌均勻，得到混合溶液；
[0036]步驟四、將步驟三所得的混合溶液加入到有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中并密封，混合溶液的加入量為聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜容積的60% -80%，然后在溫度為180°C的條件下熱處理4-8h，自然冷卻至室溫，得AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體；
[0037]步驟五、將AgPbmSbTem+2微球電極材料前驅(qū)體過濾、洗滌3_5次，然后在溫度為600C的條件下，干燥時(shí)間6-9h，即得AgPbmSbTem+2微球電極材料。
[0038]采用水熱法可以控制合成末的形貌為均勻球體、片狀或立方狀。水熱法是以水溶液作為反應(yīng)體系，通過對(duì)反應(yīng)體系加熱、加壓，創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并且重結(jié)晶來制備材料，由于反應(yīng)是在一個(gè)密封的水溶液環(huán)境中進(jìn)行，所以在較低溫度、常壓的外界環(huán)境下就可制得其它方法無法制備的新物質(zhì)。
[0039]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的AgPbniSbTe