发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题,提供一种笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料及制备方法,通过尖晶石相与钙钛矿相之间的相互协同作用,提高锂离子电池的首次放电库伦效率。
[0007] 为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明是通过以下技术方案实现:
[0008] 一种笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,该笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料的化学式为(LaxCoCrFeMnNi)3/5+xO4‑δ,其中x的值为0.07‑0.5,δ为氧空位浓度。
[0009] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料的制备方法,包括如下步骤:
[0010] (1)按照分子式(LaxCoCrFeMnNi)3/5+xO4‑δ,称取化学计量比的金属硝酸盐,溶于一定量的蒸馏水中,在室温下搅拌均匀,得到含有上述六种金属硝酸盐的混合溶液;
[0011] (2)称取一定量的燃料,加入上述混合溶液,在室温下搅拌均匀,得到透明溶胶;
[0012] (3)将得到的透明溶胶置于烘干装置中,蒸发其中的水分,得到凝胶;
[0013] (4)将得到的凝胶置于反应装置中,利用溶液燃烧反应一步法制备出一种在尖晶石型高熵氧化物基体中均匀分布一定量钙钛矿结构的共晶高熵氧化物粉体材料。
[0014] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(1)中,所述稀土阳离子与金属阳离子的摩尔比为0.07‑0.5:1:1:1:1:1。
[0015] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(2)中,所述燃料为甘氨酸、柠檬酸、尿素、氨基乙酸、乙二胺四乙酸中的至少一种。
[0016] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(2)中,所述燃料与总的金属阳离子的摩尔比为0.3‑1.5:1。
[0017] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(3)中,所述烘干装置为烘箱,烘干温度为80‑150℃。
[0018] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(4)中,所述反应装置为马弗炉。
[0019] 进一步地,上述笼状共晶高熵氧化物锂离子电池负极材料,步骤(4)中,所述反应装置的反应温度为450‑950℃,反应时间为30‑60min。
[0020] 本发明的有益效果是:
[0021] 本发明通过在尖晶石型高熵氧化物锂离子负极材料中引入一定量的钙钛矿结构,提高了锂离子电池的首次放电库伦效率,与没有钙钛矿结构的样品相比,该共晶高熵氧化物样品的初始库伦效率大于80%,且可逆比容量也得到提高;通过调控钙钛矿结构的相对含量,从而定制其物理化学性能,满足一些特殊的使用需求。
[0022] 当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。