[發明專利]一種鈉離子電池負極材料及其制備方法有效

申請號：	201710057329.5	申請日：	2017-01-26
公開（公告）號：	CN106803582B	公開（公告）日：	2019-06-14
發明（設計）人：	茍蕾;馬莉霞;趙明娟;夏霽雯;劉鵬剛;樊小勇;李東林	申請（專利權）人：	長安大學
主分類號：	H01M4/36	分類號：	H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054
代理公司：	西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218	代理人：	惠文軒
地址：	710064 ***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種鈉離子電池負極材料及其制備方法
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【說明書】：

本發明屬于鈉離子電池制備技術領域，具體公開了一種鈉離子電池負極材料，包括MIL?125(Ti)、磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨和溶劑。其制備方法為：首先將MIL?125(Ti)、磷酸二氫鈉和磷酸二氫銨分別溶解在溶劑中，并將其混合，攪拌均勻，反應得混合液，再蒸發掉混合液中的溶劑，得白色固體粉末；再將白色固體粉末在氣氛爐中煅燒，得到黑色固體粉末，即得。本發明的制備方法簡便易行，一步實現了NaTi₂(PO₄)₃與導電碳材料的復合，制備得到的鈉離子電池負極材料比容量較高，循環穩定性較好。

技術領域

本發明涉及鈉離子電池制備技術領域，具體涉及一種鈉離子電池負極材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的進步和社會的發展，能源和環境問題已成為當今世界最重要的課題之一。化石燃料仍然是目前世界上使用最多的能源，然而化石能源的儲量有限，人類日益增加的需求以及不加節制的開采，必然會導致化石能源的枯竭。因此，尋找新的可再生能源以及規模儲能迫在眉睫。在諸多儲能領域中，電化學儲能是一種簡單而高效的儲能方式。其中，鋰離子電池是目前廣泛應用的電化學電源，但隨著數碼、交通等產業對鋰離子電池依賴加劇，有限的鋰資源必將面臨短缺問題。室溫鈉離子電池由于原料豐富，分布廣泛，價格低廉，引起了人們廣泛的研究興趣，對其的研究開發在一定程度上可緩和因鋰資源短缺引發的電池發展受限問題。

目前鈉離子電池負極材料主要包括硬碳、合金和鈦基化合物。硬碳是應用最廣的一類鈉離子電池負極材料，但由于鈉離子半徑較大，在石墨層間的嵌/脫較困難，而且首次充放電時易形成不可逆SEI鈍化層，導致首周庫倫效率降低，這是制約該類碳材料應用的主要因素。金屬單質或者合金在鈉離子嵌入/脫出過程中存在嚴重體積膨脹，造成容量快速衰減，電極穩定性降低。鈦基氧化物作為鈉離子電池負極材料，是通過嵌入類反應機制進行儲鈉的，然而，由于自身晶體結構中儲存位點有限，導致這類材料儲鈉容量普遍較低。

NaTi₂(PO₄)₃是一種鈉離子電極材料，但由于其電子導電率較低，導致材料的放電容量低，倍率性能和循環穩定性較差。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種鈉離子電池負極材料及其制備方法，該方法簡單易行，制備的鈉離子電池負極材料比容量較大，較好的循環穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

(一)一種鈉離子電池負極材料，其特征在于，包括以下原料組分：MIL-125(Ti)、磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨和溶劑。

作為優選地，所述溶劑為甲醇或無水乙醇。

作為優選地，所述原料組分中，MIL-125(Ti)、磷酸二氫鈉與磷酸二氫銨的摩爾比為(1:3:8)-(1:7:12)。

(二)一種鈉離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將MIL-125(Ti)、磷酸二氫鈉和磷酸二氫銨分別溶解在溶劑中，并將其混合，攪拌均勻，反應，得混合液，再蒸發掉所述混合液中的溶劑，得到白色固體粉末；

步驟2，將所述白色固體粉末在氣氛爐中煅燒，得到黑色固體粉末，即得。

作為優選的，步驟1中，所述反應的溫度為30-60℃，所述反應的時間為20-28h。

作為優選地，步驟2中，所述氣氛爐中的保護氣氛為氬氣。