[發(fā)明專利]一種六角片層狀SnS2鈉離子電池負(fù)極材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611116943.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106784814A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷立雄;白培杰;柴思敏;程如亮;金東東;張蓓;張穎;雷鈺潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/58
• 分類號(hào): H01M4/58
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈉離子電池負(fù)極材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鈉離子電池負(fù)極材料的制備方法。

背景技術(shù)

鈉離子電池是一種新型電化學(xué)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(yōu)點(diǎn)，較為符合規(guī)模化儲(chǔ)能應(yīng)用要求，在提升大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)接入能力、提高電能使用效率和電能質(zhì)量方面具有應(yīng)用潛力，同時(shí)由于其比容量高、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)和無記憶性等顯著優(yōu)勢(shì)，在航空航天、混合電動(dòng)汽車以及便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用。在這一背景下，鈉離子電池近年來引起全世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，關(guān)鍵材料和相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展迅速。但是相對(duì)鋰離子而言，鈉離子具有較大的離子半徑(0.102nm vs.0.076nm of Li)，這使得尋找合適的嵌鈉材料具有一定難度。

二硫化錫(SnS₂)屬于Ⅳ:Ⅵ族二元化合物，a＝b＝0.365nm，c＝0.589nm，具有CdI₂型的層狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)單元是由兩層六方密堆積的硫離子中間加入錫離子的三明治結(jié)構(gòu)(S-Sn-S)組成的，每個(gè)錫離子周圍有六個(gè)硫離子采取AB AB六方密堆積形成正八面體配位，Sn⁴⁺置于兩層S^2-之間，層內(nèi)為共價(jià)鍵結(jié)合，層與層之間存在弱的范德華力。SnS₂的這種層狀結(jié)構(gòu)中存在很多晶格空位，可作為“插層”的主體晶格。這種結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越的柔韌性使它能作為基底，通過共軛化合物的插入，形成具有獨(dú)特光電性質(zhì)的插層化合物。因此SnS₂被認(rèn)為是鈉離子電池的負(fù)極材料有前途的候選者。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)SnS₂也可以與鈉離子發(fā)生和氧化錫類似的合金反應(yīng)，且比SnO₂具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性，因此近年來SnS₂作為鈉離子電池負(fù)極材料受到廣泛關(guān)注。

由于顆粒形貌對(duì)樣品的電化學(xué)性能也可能會(huì)造成一定的影響，顆粒越小、比表面積越大，則材料與電解液的接觸越好，Na⁺的遷移距離也會(huì)變短，這樣更有利于鈉離子電池負(fù)極材料倍率性能的提升，另外，摻雜離子在納米材料中不僅可以改變材料的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等性質(zhì)，在一定條件下，還可以調(diào)控材料的形貌。納米材料一些特殊的結(jié)構(gòu)在電化學(xué)性能等方面會(huì)產(chǎn)生一些新穎的特點(diǎn)。