[發明專利]堿金屬二次電池及其用的負極活性物質、負極材料、負極和負極活性物質的制備方法

有效

• 申請號: 201210107136.3
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN103378355A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 胡勇勝;王躍生;徐淑銀;李泓;陳立泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/131;H01M10/05
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種負極活性物質，化學式為：[A_(x-y)B_y][B_x/3Ti_(1-x/3)]O_2-δ，其中，A、B分別采用K、Na和Li其中的一種；0＜x≤1，0≤y＜x，0≤δ≤1。

2.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，A為Na，B為Li；0.5≤x≤0.8，0≤y＜x，0≤δ≤0.1。

3.如權利要求2所述的負極活性物質，其中，所述負極活性物質包覆有碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層中的一種或多種；其中，所述碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層的厚度各自獨立地為1～10nm。

4.一種負極材料，所述負極材料包括：導電添加劑、粘結劑和采用如權利要求1～3任一所述的負極活性物質。

5.一種負極，所述負極包含權利要求4所述的負極材料和集流體。

6.一種堿金屬二次電池，所述堿金屬二次電池包含正極和權利要求5所述的負極，以及置于所述正極和所述負極之間的電解液。

7.一種負極活性物質的制備方法，所述制備方法可以選自固相法和溶膠-凝膠法中的任一種：

所述溶膠-凝膠法包括如下步驟：

1)按照負極活性物質的化學計量比稱取適量堿金屬的乙酸鹽和鈦酸四丁酯并分別溶于無水乙醇，在攪拌過程中將堿金屬乙酸的無水乙醇溶液緩慢加入到鈦酸四丁酯的無水乙醇溶液中，并加入檸檬酸，形成前驅體凝膠；

2)將所得前驅體凝膠置于坩堝中于250-500℃預處理兩個小時，再在750-1000℃下處理8～20小時，研磨即得所述負極活性物質；

所述固相法包括如下步驟：

1)將堿金屬的碳酸鹽、鈦的氧化物、按照負極活性物質的化學計量比混合，研磨均勻后得前驅體粉末；

2)將所得前驅體粉末置于坩堝內于650～1000℃下處理8～25小時，研磨即得所述負極活性物質。