[發(fā)明專利]電池負極材料及其制備方法和鈉離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611094855.0
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106711410B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 白瑩;吳鋒;劉元昌;吳川
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/054;D01F6/56;D01F1/10;D01F6/94;D01F6/50;D01F8/10;D01F8/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;嚴政

1.一種電池負極材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括：

(1)對含有磷源和含碳聚合物的溶液進行靜電紡絲，得到磷摻雜的納米纖維；

(2)對磷摻雜的納米纖維進行真空干燥，所述真空干燥為冷凍真空干燥；

(3)在惰性氣氛或真空條件下，對步驟(2)得到的固體物質進行加熱處理；

所述磷源和含碳聚合物的摩爾比為1：20-100，其中磷源以磷元素計，含碳聚合物以碳元素計。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述磷源選自無機磷，所述含碳聚合物選自數均分子量為10000-1500000的高聚物。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述磷源選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉、五氧化二磷和磷酸中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述含碳聚合物選自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、聚乙烯醇、聚乳酸、聚丙烯腈和聚氯乙烯中的至少一種。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，得到含有磷源和含碳聚合物的溶液的方式包括：

(a)將所述磷源溶解于溶劑A中；

(b)將所述含碳聚合物溶解于溶劑B中；

(c)將步驟(a)和步驟(b)所得的溶液混合。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟(a)和步驟(b)所述的溶解以及步驟(c)所述的混合的方式各自獨立地為：在20℃-90℃下，以150rpm-1000rpm的攪拌速度攪拌0.5h-4h。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟(a)和步驟(b)所述的溶解以及步驟(c)所述的混合的方式各自獨立地為：在40℃-80℃下，以300rpm-800rpm的攪拌速度攪拌1h-3h。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其中，所述溶劑A和溶劑B各自獨立地選自甲酸、六氟異丙醇、2,2,2-三氟乙醇、三乙醇胺、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷、N-甲基吡咯烷酮、無水乙醇、六氟丙酮、四氫呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和水中的至少一種。

9.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，所述靜電紡絲的條件包括：電壓為10kV-25kV；出絲口與接收器的距離為10cm-30cm；紡絲速度為0.5-4mL/h；接收器轉速為5-30rpm。

10.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，所述靜電紡絲的條件包括：電壓為15kV-22kV；出絲口與接收器的距離為15cm-25cm；紡絲速度為0.8-2.5mL/h；接收器轉速為10-25rpm。

11.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，所述冷凍真空干燥的條件包括：溫度為零下40℃-零下90℃，時間為10-36h。

12.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，步驟(3)中所述加熱處理的條件包括：以1-10℃/min的加熱速率升溫至700-1500℃，并保溫1-10h。

13.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，步驟(3)中所述加熱處理的條件包括：以2-6℃/min的加熱速率升溫至900-1200℃，并保溫2-8h。

14.一種由權利要求1-13中任意一項所述的方法制得的電池負極材料。

15.一種鈉離子電池，其中，所述鈉離子電池的負極材料為權利要求14所述的電池負極材料。