静电纺丝法制备具有K₂NiF₄结构的电池阴极材料Ln_2-xA＇_xCuO_4±δ的方法

摘要

静电纺丝法制备具有K₂NiF₄结构的电池阴极材料Ln_2-xA′_xCuO_4±δ的方法，它涉及一种电池阴极材料的制备方法。本发明解决了现有阴极材料的化学稳定性差、电极性能差的问题。本发明方法如下：将Ln_2-xA′_xCuO_4±δ的前驱体溶液与聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液搅拌混合、静置，得到的溶胶装入注射器中，在注射泵流速为5ml/h、电压为30kV的条件下纺丝6h，然后烘干、经过两次烧结，即得电池阴极材料Ln_2-xA′_xCuO_4±δ。本发明所得的电池阴极材料Ln_2-xA′_xCuO_4±δ为纤维状，直径约为200～350nm，极化电阻值小，电导率值为10～40Scm^-1，阴极极化过电位均小于Sr_0.5Sm_1.5NiO₄和La_0.8Sr_0.2Co_0.4Fe_0.6O₃。

主权项

1、静电纺丝法制备具有K2NiF4结构的电池阴极材料Ln2-x A′xCuO4±δ的方法，其特征在于静电纺丝法制备具有K2NiF4结构的电池阴极材料Ln2-xA′xCuO4±δ的方法如下：一、将聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇后在密封的条件下按照30～80转/分的速度搅拌6h～8h，然后在室温的条件下静置6h～12h，得到质量浓度为8％～15％聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；二、依照化学式Ln2-xA′xCuO4±δ，按Ln元素、A′元素、Cu元素与O元素的摩尔比为(2-x)∶x∶1∶(4±δ)的比例分别称取Ln(NO3)3、A′(CH3COO)2和Cu(CH3COO)2，然后溶于蒸馏水中，得到均匀透明的体系1，其中Ln2-xA′xCuO4±δ在体系1中的质量百分含量为8％～20％，Ln元素为稀土元素，A′元素为碱土金属元素，化学式Ln2-xA′xCuO4±δ中0.01＜x＜1，0＜δ＜0.5；三、将体系1与步骤一得到的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液按照2～4∶1的质量比混合，以30～80转/分的速度搅拌10h～12h，然后在室温的条件下静置10h～12h，得到溶胶：四、将溶胶装入针孔孔径为0.8mm～1.5mm的注射器中，在注射泵流速为5ml/h、电压为30kV、注射器针头尖端与接收滚筒距离为25cm的条件下纺丝6h，即得无机-有机前驱体纤维，其中注射器针头与铜导线连接，铜导线连接高压电源；五、将无机-有机前驱体纤维在70℃～90℃的条件下烘干10h～14h，然后将烘干的无机-有机前驱体纤维平铺在马弗炉中的三氧化二铝瓷舟内，按照2℃/min的速度升至350℃～500℃，然后在350℃～500℃的条件下烧结2h～6h，再按照2℃/min的速度升至700℃～1000℃，然后在700～1000℃的条件下烧结10～14h，即得电池阴极材料Ln2-xA′xCuO4±δ。