实施方案
[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例1:
[0026] 采用溶胶凝胶法制备本发明所述的用于锂离子电池负极材料高熵氧化物(AlCoCrFeMnNi)3O4粉体材料:称取9.37g的Al(NO3)3·9H2O、7.28g的Co(NO3)2·6H2O、10.04g的Cr(NO3)3·9H2O、10.1g的Fe(NO3)3·9H2O、6.25g的Mn(NO3)2·4H2O和7.27g的Ni(NO3)2·6H2O溶于20ml蒸馏水中,磁力搅拌均匀后得到金属盐的混合溶液;然后称取21.00g柠檬酸加入混合溶液中,磁力搅拌0.5h后在60℃条件下烘干得到凝胶,再将凝胶置于马弗炉中500
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℃反应30min,得到晶粒尺寸为93nm、比表面积为32m /g的尖晶石型高熵氧化物(AlCoCrFeMnNi)3O4粉体。
[0027] 将活性物质(AlCoCrFeMnNi)3O4、炭黑(硝酸处理)和海藻酸钠按质量比6∶2∶2的比例混合,研磨分散,均匀涂抹在铜箔上,60℃真空干燥12h后进行冲压片。用金属锂片作为测试电池的对电极,电解液采用1MLiPF6(EC:DEC:DMC=1:1:1体积),多孔聚丙烯薄膜为隔膜,在充满氩气的手套箱中装配成扣式模拟电池。电池的充放电实验在新威电池测试系统上进行,结果如下:
[0028] (AlCoCrFeMnNi)3O4电极可在200mA/cm2的电流密度下进行充放电循环测试。在电压范围0.01V~3.0V内,第一次放电比容量可达1396mAh/g,可逆比容量为763mAh/g,充放电循环100次容量仍保持在515mAh/g左右。
[0029] 实施例2:
[0030] 采用溶胶凝胶法制备本发明所述的用于锂离子电池负极材料高熵氧化物(Al0.4CoCrFeMnNi)3O4粉体材料:称取3.75g的Al(NO3)3·9H2O、7.28g的Co(NO3)2·6H2O、10.04g的Cr(NO3)3·9H2O、10.1g的Fe(NO3)3·9H2O、6.25g的Mn(NO3)2·4H2O和7.27g的Ni(NO3)2·6H2O溶于20ml蒸馏水中,磁力搅拌均匀后得到金属盐的混合溶液;然后称取3.75g甘氨酸加入混合溶液中,磁力搅拌0.5h后在60℃条件下烘干得到凝胶,再将凝胶置于马弗
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炉中450℃反应30min,得到晶粒尺寸为103nm、比表面积为35m /g的尖晶石型高熵氧化物(Al0.4CoCrFeMnNi)3O4粉体。
[0031] 将活性物质(Al0.4CoCrFeMnNi)3O4、炭黑(硝酸处理)和海藻酸钠按质量比6∶2∶2的比例混合,研磨分散,均匀涂抹在铜箔上,60℃真空干燥12h后进行冲压片。用金属锂片作为测试电池的对电极,电解液采用1MLiPF6(EC:DEC:DMC=1:1:1体积),多孔聚丙烯薄膜为隔膜,在充满氩气的手套箱中装配成扣式模拟电池。电池的充放电实验在新威电池测试系统2
上进行,结果如下:(Al0.4CoCrFeMnNi)3O4电极可在200mA/cm的电流密度下进行充放电循环测试。在电压范围0.01V~3.0V内,第一次放电比容量可达1403mAh/g,可逆比容量为
796mAh/g,充放电循环100次容量仍保持在505mAh/g左右。
[0032] 实施例3:
[0033] 采用溶胶凝胶法制备本发明所述的用于锂离子电池负极材料高熵氧化物(Al0.2CoCrFeMnNi)3O4粉体材料:称取1.88g的Al(NO3)3·9H2O、7.28g的Co(NO3)2·6H2O、10.04g的Cr(NO3)3·9H2O、10.1g的Fe(NO3)3·9H2O、6.25g的Mn(NO3)2·4H2O和7.27g的Ni(NO3)2·6H2O溶于20ml蒸馏水中,磁力搅拌均匀后得到金属盐的混合溶液;然后称取1.5g尿素加入混合溶液中,磁力搅拌0.5h后在60℃条件下烘干得到凝胶,再将凝胶置于马弗炉中
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500℃反应30min,得到晶粒尺寸为125nm、比表面积为37m /g的尖晶石型高熵氧化物(Al0.2CoCrFeMnNi)3O4粉体。
[0034] 将活性物质(Al0.2CoCrFeMnNi)3O4、炭黑(硝酸处理)和海藻酸钠按质量比6∶2∶2的比例混合,研磨分散,均匀涂抹在铜箔上,60℃真空干燥12h后进行冲压片。用金属锂片作为测试电池的对电极,电解液采用1MLiPF6(EC:DEC:DMC=1:1:1体积),多孔聚丙烯薄膜为隔膜,在充满氩气的手套箱中装配成扣式模拟电池。电池的充放电实验在新威电池测试系统上进行,结果如下:
[0035] (Al0.2CoCrFeMnNi)3O4电极可在200mA/cm2的电流密度下进行充放电循环测试,在电压范围0.01V~3.0V内,第一次放电比容量可达1400mAh/g,可逆比容量为781mAh/g,充放电循环100次容量仍保持在497mAh/g左右。
[0036] 综上,本发明实施例具有如下有益效果:本发明实施例1‑3制备出的高熵氧化物可作为锂离子电池负极材料使用,具有较高的比容量、优异的循环特性且制备方法简单,成本低。
[0037] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。