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申请/专利权人:中国人民解放军军事科学院防化研究院
摘要:本发明属于电化学储能材料领域,具体涉及一种尖晶石高熵氧化物Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4的改性方法。该方法首先采用金属氧化物前体通过高温固相法制备Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4,再通过溶液法在其表面包覆钛酸锂和无定形碳,同时实现体相均匀掺杂钛元素。所制备改性人造石墨的结构特点有:1氧化物颗粒尺寸在0.1‑1微米;2氧化物表面是由岩盐型钛酸锂和无定形碳组成的复合包覆层;3包覆层厚度在2‑5纳米;4氧化物颗粒体相中实现均匀掺杂钛元素。经纽扣电池测试,所合成改性尖晶石高熵氧化物Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4在0.1Ag电流密度下的首次库伦效率为72.8%,显著高于文献报道的55%‑62%的平均值,同时0.5Ag电流密度循环800次后仍具有超过1000mAhg的可逆比容量,表现出优良的结构稳定性。
主权项:1.一种尖晶石高熵氧化物Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4的改性方法,其特征在于,具体包括如下步骤:1按照Fe、Co、Ni、Cr、Mn金属元素等摩尔比例,称量所述五种金属元素的金属氧化物作为合成原料,充分研磨后得到混合粉体;2将混合粉体在空气环境下以3℃min~9℃min的速率从室温升至850℃~1200℃后,恒温5~24小时,再自然冷却至室温,得到Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4尖晶石高熵氧化物;3按锂和钛的元素摩尔比为1:0.8~0.9分别称量锂源和钛源作为制备钛酸锂包覆层的原料,并按钛酸锂与尖晶石型高熵氧化物的计量质量比为0.5~10:100称量混合,然后加入醇液制得浆料;其中锂源、钛源和尖晶石型高熵氧化物的总质量与醇液的质量比为5~20:100;4将上述浆料充分研磨后去除溶剂,用醇液清洗至洁净,收集去除溶剂的固体粉末置于60℃~80℃烘箱中干燥完全,得到表面包覆钛酸锂前体的尖晶石高熵氧化物粉体;5将步骤4中得到的粉体在惰性气体环境下以3℃min~9℃min的速率从室温升至850℃~1200℃后,恒温5~24小时,再自然冷却至室温,得到改性处理后的Fe0.2Co0.2Ni0.2Cr0.2Mn0.23O4尖晶石高熵氧化物粉体。
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