(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211401243.7 (22)申请日 2022.11.09 (71)申请人 上海纳米技 术及应用国家工程研究 中心有限公司 地址 201109 上海市闵行区剑川路468号 (72)发明人 崔大祥　吴晓燕　林琳　陈超　 (74)专利代理 机构 上海东亚专利商标代理有限 公司 31208 专利代理师 董梅 (51)Int.Cl. C01G 53/00(2006.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/04(2006.01) H01M 10/0525(2010.01)B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) D01F 1/10(2006.01) D01F 6/48(2006.01) (54)发明名称 纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方 法及产品和应用 (57)摘要 本发明提供一种纳米纤维模板诱导制备三 元纳米材料的制备方法及其产品和应用， 聚偏氟 乙烯溶于N， N ‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂 中， 加热溶解； 将可溶性锰盐加入， 继续搅拌至形 成均一溶液， 采用静电纺丝法制备PVDF/锰盐纳 米纤维毡； 将PVDF/锰盐纳米纤维毡经过低温处 理进行热处理， 得PVDF/二氧化锰纳米粉末。 将 锂 盐、 镍盐、 钴盐、 PVDF/二氧化锰和硝酸溶于去离 子水中， 搅拌得到均匀澄清前驱液； 将上述混合 溶液加入氢氧化钠碱溶液中， 移至水热釜中， 在 烘箱中水热反应； 将反应后的产物离心， 将离心 后得到的沉淀用去离子水和无水乙醇洗涤多次， 再置于马弗炉中煅烧， 用玛瑙研钵研细后得到三 元纳米材 料。 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 CN 115504527 A 2022.12.23 CN 115504527 A 1.一种纳米纤维模板诱 导制备三元纳米材 料的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤， （1） 将聚偏氟乙烯溶于N， N ‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中， 其中， N， N ‑二甲基甲酰 胺和丙酮的体积比为1~4： 1； 将溶液加热到50~55℃直至聚偏氟乙烯完全溶解， 得到PVDF溶 液； （2） 将可溶性锰盐加入到步骤 （1） 得到的溶液中， 继续搅拌至形成均一溶液， 在10~15  KV的电压下， 采用静电纺丝法制备PVDF/锰盐纳米纤维毡； 且接收板与纺丝端距离为10~15  cm； （3） 将PVD F/锰盐纳米纤维毡经过低温处理在140~180℃进行热处理12~24h， 得PVD F/二 氧化锰纳米粉末； （4） 将锂盐、 镍盐、 钴盐、 PVDF/二氧化锰纳米粉末和1  mL硝酸溶于去离子水中， 使锂盐、 镍盐、 钴盐和PVDF/二氧化锰摩尔量比为1:  1‑x‑y: x: y， 搅拌得到均匀澄清前驱液； 将所 述前驱液加入15  mL氢氧化钠碱溶液中， 移至25  mL水热釜中， 于180~200℃在烘箱中水热反 应1~3h； 将反应后的产 物离心， 离心后得到的沉淀用去离子水和无水乙醇洗涤后， 再置于马 弗炉中40 0~500℃煅烧2~3 h， 用玛瑙研钵研细后得到三元纳米材 料。 2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在 于所述的锰盐是醋酸锰或甲酸锰中的一种或其组合。 3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在 于所述的锂盐是醋酸锂或甲酸锂一种或其组合。 4.根据权利要求1所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在 于所述的镍盐为醋酸镍或甲酸镍的一种或其组合。 5.根据权利要求1所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在 于所述的钴盐为醋酸钴或甲酸钴的一种或其组合。 6.根据权利要求1至5任一项所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在于， 按如下步骤制备： （1） 将聚偏氟乙烯溶于N， N ‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中， 其中， N， N ‑二甲基甲酰 胺和丙酮的体积比为1： 1； 将溶 液加热到 50℃直至聚偏氟乙烯完全溶解， 得到PVDF 溶液； （2） 将可溶性醋酸锰加入到步骤 （1） 得到的溶液中， 继续搅拌至形成均一溶液， 在10  KV 的电压下， 采用静电纺丝法制备PVDF/醋酸锰纳米纤维毡； 且接收板与纺丝端距离为15  cm； （3） 将PVD F/醋酸锰纳米纤维毡在140~180℃进行热处理12~24h， 得PVD F/二氧化锰纳米 粉末； （4） 将醋酸锂、 醋酸镍、 醋酸钴、 PVDF/二氧化锰纳米粉末和1  mL硝酸溶于去离子水中， 使醋酸锂、 醋酸镍、 醋酸钴、 PVDF/二氧化锰摩尔量比为0.01mol:  0.0033mol:0.0033mol:   0.0033mol， 搅拌得到均匀澄清前驱液； 将所述前驱液加入15  mL氢氧化钠碱溶液中， 移至25   mL水热釜中， 于180℃烘箱中水热反应3h； 将反应后的产物离心， 离心后得到的沉淀用去离 子水和无水乙醇洗涤多次后， 再置于马弗炉中400℃煅烧3h， 用玛瑙研钵研细后得到比表 面 积为21.2 m2/g的三元纳米材 料。 7.根据权利要求1至5任一项所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在于， 按如下步骤制备： （1） 将聚偏氟乙烯溶于N， N ‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中， 其中， N， N ‑二甲基甲酰权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115504527 A 2胺和丙酮的体积比为3： 1； 将溶 液加热到 55℃直至聚偏氟乙烯完全溶解， 得到PVDF 溶液； （2） 将可溶性甲酸锰加入到步骤 （1） 得到的溶液中， 继续搅拌至形成均一溶液， 在10KV 的电压下， 采用静电纺丝法制备PVDF/锰盐纳米纤维毡； 且接收板与纺丝端距离为10 cm； （3） 将PVDF/醋酸锰纳米纤维毡在180℃进行 热处理12h， 得PVDF/二氧化锰纳米粉末； （4） 将甲酸锂、 甲酸镍、 甲酸钴、 PVDF/二氧化锰纳米粉末和1  mL硝酸溶于去离子水中， 使甲酸锂、 甲酸镍、 甲酸钴、 PVDF/二氧化锰摩尔量比为0.01mol： 0.005mol:0.003mol： 0.002mol， 搅拌得到均匀澄清前驱液； 将所述前驱液加 入15 mL氢氧化钠碱溶液中， 移至25   mL的水热釜中， 于200℃烘箱 中水热反应2h； 将反应后的产物离心， 离心后得到的沉淀用去 离子水和无水乙醇洗涤多 次后， 再置于马弗炉中450℃煅烧3  h， 用玛瑙研钵研细后得到比 表面积为20.8  m2/g的三元纳米材 料。 8.根据权利要求1至5任一项所述的一种纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法， 其特征在于， 按如下步骤制备： （1） 将聚偏氟乙烯溶于N， N ‑二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中， 其中， N， N ‑二甲基甲酰 胺和丙酮的体积比为2： 1； 将溶 液加热到 50~55℃直至聚偏氟乙烯完全溶解， 得到PVDF 溶液； （2） 将可溶性甲酸锰加入到步骤 （1） 得到的溶液中， 继续搅拌至形成均一溶液， 在10KV 的电压下， 采用静电纺丝法制备PVDF/甲酸锰纳米纤维毡； 且接收板与纺丝端距离为10  cm； （3） 将PVDF/甲酸锰纳米纤维毡经过低温处理在160℃进行热处理18h， 得PVDF/二氧化 锰纳米粉末； （4） 将甲酸锂、 甲酸镍、 甲酸钴、 PVDF/二氧化锰纳米粉末和1  mL硝酸溶于去离子水中， 使将甲酸锂、 甲酸镍、 甲酸钴和PVDF/二氧化锰摩尔量比为0.01mol:0.008mol:0.001mol: 0.001mol， 搅拌得到均匀澄清前驱液； 将所述前驱液加 入15 mL氢氧化钠碱溶液中， 移至25   mL水热釜中， 于200℃烘箱中水热反应2h； 将反应后的产物离心， 离心后得到的沉淀用去离 子水和无水乙醇洗涤多次后， 再置于马弗炉中500℃煅烧2h， 用玛瑙研钵研细后得到比表 面 积为20.6 m2/g的三元纳米材 料。 9.一种纳米纤维模板诱导制备的三元纳米材料， 其特征在于根据权利要求1 ‑8任一所 述方法制备 得到。 10.一种根据权利要求9所述纳米纤维模板诱导制备的三元纳米材料在锂离子电池正 极材料中的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115504527 A 3