[發明專利]一種顆粒組裝菜花狀SnO2鈉離子電池負極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610049122.9
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105514405B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 殷立雄;柴思敏;張浩;馬建中;黃劍鋒;王菲菲;孔新剛
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/054
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發明公開一種顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料及其制備方法，包括：1)將SnCl₄·5H₂O和PVP分別溶于等量去離子水中，配制成溶液A和溶液B；2)在持續磁力攪拌作用下將溶液B緩慢加入溶液A形成均勻溶液C，向溶液C中逐滴加入N_aOH溶液E，形成溶液D；3)進行均相水熱反應；4)待反應結束后，取出前驅體，洗滌得到白色前驅體，冷凍干燥得到顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料。本發明具有制備成本低、操作簡單、制備周期短的特點；所制備的顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料在100mA/g的電流密度下，其首次放電容量可達到769mAh/g，從第二次循環開始庫倫效率高于98％，循環50次后，具有較高的容量保持率。

技術領域

本發明涉及鈉離子電池技術領域，特別涉及一種鈉離子電池負極材料及其制備方法。

背景技術

鈉離子電池是一種新型電化學電源，具有原材料資源豐富、成本較低、比容量和效率較高等優點，較為符合規模化儲能應用要求，在提升大規模可再生能源并網接入能力、提高電能使用效率和電能質量方面具有應用潛力，同時由于其比容量高、質量輕、壽命長和無記憶性等顯著優勢，在航空航天、混合電動汽車以及便攜式電子設備等領域也具有廣泛的應用。在這一背景下，鈉離子電池近年來引起全世界范圍內的廣泛關注，關鍵材料和相關技術研究進展迅速。但是相對鋰離子而言，鈉離子具有較大的離子半徑(0.102nm vs.0.076nmof Li)，這使得尋找合適的嵌鈉材料具有一定難度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料及其制備方法，其制備成本低、操作簡單、制備周期短，獲得的顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料性能優異。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將SnCl₄·5H₂O和PVP分別溶于等量去離子水中，配制成溶液A和溶液B；其中，按質量比m_SnCl4·5H2O：m _PVP＝1:0.4～1:1.5；

2)在持續磁力攪拌作用下將溶液B緩慢加入溶液A形成均勻溶液C，向溶液C中逐滴加入N_aOH溶液E，形成溶液D；溶液C的體積與溶液E的體積比為4:3～6:1；

3)待反應結束后，將D溶液放入水熱反應釜中密封，進行均相水熱反應；

4)待反應結束后，取出前驅體，洗滌得到白色前驅體，冷凍干燥得到顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料。

進一步的，溶液A中Sn的濃度為0.5～1.2mol/L。

進一步的，N_aOH溶液E的溶度為0.5～1.5mol/L。

進一步的，均相水熱反應的條件為：反應溫度控制在100～200℃，反應時間控制在12～48h。

進一步的，所述洗滌具體為經去離子水和無水乙醇分別離心洗滌2～3次。

進一步的，所述冷凍干燥具體為將所制備的前驅體在冷凍干燥機的冷凍室零下50-60℃冷凍4-5h，然后在真空干燥室室溫下干燥10-12h。

一種顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料的制備方法所制備的顆粒組裝菜花狀SnO₂鈉離子電池負極材料。

相對于現有技術，本發明具有以下有益效果：