一种核壳型LaFeO₃＠C锂电池负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种核壳型LaFeO₃@C锂电池负极材料及其制备方法，本发明采用水热碳化法首次合成了具有核壳结构的LaFeO₃@C复合纳米材料。在水热合成过程中，尿素分解碳酸根和氨水，水解释放OH^-，溶液呈碱性，使镧离子和铁离子沉淀，镧铁沉淀物聚集成核，碳水化合物在180℃水热碳化形成外壳碳层，所以镧铁沉淀物核完全包覆于碳层内部，形成完整的核壳结构，通过进一步氮气下高温煅烧，首次得到碳包覆的铁酸镧，即LaFeO₃@C。通过电化学测试发现纯LaFeO₃纳米颗粒储锂性能很小，核壳型LaFeO₃@C纳米复合物具有优异的储锂性能，其在锂电池负极材料的应用上是重大发现，具有很大的发展潜力和科研价值。

主权项

一种合成具有核壳型LaFeO₃@C锂电池负极材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)分别称取硝酸镧，硝酸铁，尿素，碳水化合物配置成一定体积的混合水溶液，充分搅拌后，得到浅黄色的混合溶液，其中硝酸镧、硝酸铁和尿素的用量摩尔比在1∶1∶10～1∶1∶20之间，碳水化合物的浓度在0.3‑0.6M间；(2)将上述得到的混合溶液转移至水热反应釜中，将水热反应釜密封，放入恒温鼓风干燥箱中180～220℃下反应12小时，结束反应，自然冷却至室温；收集不溶性固体产物，经过洗涤干燥后得到的材料即为具有核壳结构的碳包覆镧铁沉淀物的复合纳米材料；(3)将碳包覆镧铁沉淀物复合纳米材料进行煅烧处理；具体过程为：在氮气气氛中600‑1000℃煅烧2‑12h，收集到的固体产物即为核壳型LaFeO₃@C。