氛中自然冷卻至室溫。
[0022]實(shí)施例4
[0023]稱取5g PAN，加入到45g DMF溶液中，放入磁性轉(zhuǎn)子，將錐形瓶放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水溫至40°C，調(diào)節(jié)適當(dāng)轉(zhuǎn)速，攪拌4?12h至PAN全部溶于DMF中。稱取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.5556g、乙酸鋅?二水0.6907g、乙酸錳?四水1.5424g(PAN:PVP的質(zhì)量比為9:1，乙酸鋅和乙酸錳摩爾比為1:2)，分別加入之前配置的溶液中，于室溫繼續(xù)攪拌至溶質(zhì)完全溶解均勻。采用自制靜電紡絲設(shè)備，將鋁箔固定在滾筒上作為接收板。紡絲參數(shù)為:接收距離為 22cm,電壓為 20kV，紡絲速度為 1.5mL / h。將制得的 PAN / PVP / C4H6ZnO4 / C4H6MnO4復(fù)合納米纖維膜均勻的放入管式爐中，在空氣氛下進(jìn)行煅燒，升溫速度5°C / min，從室溫升至900°C，在900°C下保溫5h，最后在空氣氛中自然冷卻至室溫。
[0024]實(shí)施例5
[0025]稱取5g PAN，加入到45g DMF溶液中，放入磁性轉(zhuǎn)子，將錐形瓶放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水溫至40°C，調(diào)節(jié)適當(dāng)轉(zhuǎn)速，攪拌4?12h至PAN全部溶于DMF中。稱取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.5556g、乙酸鋅?二水0.6907g、乙酸錳?四水1.5424g(PAN:PVP的質(zhì)量比為9:1，乙酸鋅和乙酸錳摩爾比為1:2)，分別加入之前配置的溶液中，于室溫繼續(xù)攪拌至溶質(zhì)完全溶解均勻。采用自制靜電紡絲設(shè)備，將鋁箔固定在滾筒上作為接收板。紡絲參數(shù)為:接收距離為25cm，電壓為18kV，紡絲速度為2mL / h。將制得的PAN / PVP / C4H6ZnO4 / C4H6MnO4復(fù)合納米纖維膜均勻的放入管式爐中，在空氣氛下進(jìn)行煅燒，升溫速度1°C / min，從室溫升至500°C，在500°C下保溫6h，最后在空氣氛中自然冷卻至室溫。
[0026]實(shí)施例6
[0027]稱取5g PAN，加入到45g DMF溶液中，放入磁性轉(zhuǎn)子，將錐形瓶放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水溫至40°C，調(diào)節(jié)適當(dāng)轉(zhuǎn)速，攪拌4?5h，配制聚丙烯腈(PAN)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%的N-N 二甲基甲酰胺(DMF)紡絲液。稱取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.5556g、乙酸鋅?二水0.6907g、乙酸錳.四水1.5424g(PAN:PVP的質(zhì)量比為9:1，乙酸鋅和乙酸錳摩爾比為1:2)，分別加入之前配置的溶液中，在錐形瓶中放入磁性轉(zhuǎn)子，于室溫?cái)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解均勻。采用實(shí)驗(yàn)室自制靜電紡絲設(shè)備，將鋁箔固定在滾筒上作為接收板。紡絲參數(shù)為:接收距離為18cm，電壓為20kV，紡絲速度為0.8mL / h。將制得的PAN / PVP / C4H6ZnO4 / C4H6MnO4復(fù)合納米纖維膜均勻的放入管式爐中，在空氣氛下進(jìn)行煅燒，升溫速度2°C / min，從室溫升至800°C，在800°C下保溫3h，最后在空氣氛中自然冷卻至室溫。
[0028]實(shí)施例7
[0029]稱取5g PAN，加入到45g DMF溶液中，放入磁性轉(zhuǎn)子，將錐形瓶放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水溫至4(TC,調(diào)節(jié)適當(dāng)轉(zhuǎn)速,攪拌4?5h,配制聚丙烯腈(PAN)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1wt%的N-N二甲基甲酰胺(DMF)紡絲液。稱取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.5556g、乙酸鋅?二水0.6907g、乙酸錳?四水1.5424g(PAN:PVP的質(zhì)量比為9:1，乙酸鋅和乙酸錳摩爾比為1:2)，分別加入之前配置的溶液中，在錐形瓶中放入磁性轉(zhuǎn)子，于室溫?cái)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解均勻。采用實(shí)驗(yàn)室自制靜電紡絲設(shè)備，將鋁箔固定在滾筒上作為接收板。紡絲參數(shù)為:接收距離為24cm，電壓為25kV，紡絲速度為2mL / h。將制得的PAN / PVP / C4H6ZnO4 / C4H6MnO4復(fù)合納米纖維膜均勻的放入管式爐中，在空氣氛下進(jìn)行煅燒，升溫速度1°C / min，從室溫升至600°C， 在600°C下保溫3h，最后在空氣氛中自然冷卻至室溫。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池用錳酸鋅納米纖維負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，靜電紡絲法及高溫煅燒相結(jié)合，包括以下步驟: (1)稱取一定量的聚丙烯腈(PAN)加入到N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8?15%的溶液。放入磁性轉(zhuǎn)子，將錐形瓶放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水溫至40°C，調(diào)節(jié)適當(dāng)轉(zhuǎn)速，攪拌4?12h至PAN全部溶于DMF中。 (2)一定量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、一定質(zhì)量的乙酸鋅.二水(C4H6ZnO4.2H20)和乙酸錳.四水(C4H6MnO4.4H20)(摩爾比為1:2)，分別加入步驟(I)中的溶液中，繼續(xù)于室溫?cái)囍寥苜|(zhì)完全溶解，形成均勻溶液。 (3)采用靜電紡絲設(shè)備進(jìn)行紡絲。紡絲參數(shù)為:電壓16?25kV，接收距離為15?25cm，紡絲速度為0.5?2mL / ho (4)將步驟(3)中所制得的復(fù)合納米纖維膜，放入管式爐中，在空氣氛下進(jìn)行煅燒，從室溫升至500?900°C，升溫速度0.5?5°C / min。在各個(gè)溫度下保溫3?6h，最后在空氣氛中自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池用錳酸鋅納米纖維負(fù)極材料的制備方法，其特征在于:靜電紡絲電壓、收集距離、紡絲流速和煅燒溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池用錳酸鋅納米纖維負(fù)極材料的制備方法，其特征在于:步驟⑶中所述的紡絲電壓為16?25kV ;所述的接收距離為15?25cm ;所述的紡絲速度為0.3?2mL / ho
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池用錳酸鋅納米纖維負(fù)極材料的制備方法，其特征在于:步驟(4)中所述的煅燒溫度為500?900°C ;所述的保持溫度3?6h ;所述的升溫速率為0.5?5°C / min。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋰離子電池用錳酸鋅納米纖維負(fù)極材料的制備方法，屬于高分子材料和化學(xué)電源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法首先利用靜電紡絲技術(shù)制備出PAN／PVP／C4H6ZnO4／C4H6MnO4復(fù)合納米纖維，然后經(jīng)過高溫煅燒得到鋰電池負(fù)極材料錳酸鋅納米纖維。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，易控制，生產(chǎn)成本低。本發(fā)明所制備的錳酸鋅納米纖維具有較大的比表面積、較短的粒子擴(kuò)散路徑和良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，電化學(xué)測(cè)試中顯示了較高的初始放電容量，循環(huán)性能好，因此其可作為一種新型的負(fù)極材料應(yīng)用到鋰離子電池領(lǐng)域。
【IPC分類】H01M4-58, B82Y30-00
【公開號(hào)】CN104577110
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310480326
【發(fā)明人】喬輝, 陳克, 羅磊, 朱倩穎, 邵冬燕, 蔡以兵, 魏取福
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月14日