[發明專利]一種氧化鋅/碳多孔復合材料為負極制備鈉離子電池的方法

有效

• 申請號: 201710541005.9
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107240694B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 邢政;吳璇;趙偉;趙宇龍;強穎懷;蔡佩君
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/054;H01M10/058
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種氧化鋅/碳多孔復合材料為負極制備鈉離子電池的方法，其特征是：鈉離子電池的制備方法，首先制備鈉離子電池負極材料，采取高溫固相燒結合的方法，得到氧化鋅/碳多孔復合材料，并將氧化鋅/碳多孔復合材料作為鈉離子電池的負極材料，制得鈉離子電池；

鈉離子電池的制備方法，具體步驟是：

(1) 分別稱取重量比為X:(9-X):1，7≤X≤8 的氧化鋅/碳多孔復合材料、炭黑和聚偏氟乙烯；將聚偏氟乙烯加入到N-甲基吡咯烷酮，配成質量分數為2~5%的溶液，攪拌60min～180min，使其充分溶解，并呈無色透明狀，配成聚偏氟乙烯源溶液；隨后在聚偏氟乙烯源溶液中加入稱量好的經過120～300min球磨的氧化鋅/碳多孔復合材料和炭黑混合，并繼續球磨120～300min得混合料，隨后將混合料在銅箔集流體上均勻涂布；制得的電極片在50±5℃下干燥6-20h后，用模具壓切成圓片，并用壓片機在10~15MPa下保壓3~5秒，以提高電極顆粒均勻性，防止充放電過程中發生脫片，接著真空干燥10h，溫度100±20℃，然后放進手套箱中備用；

(2) 在充滿氬氣的環境中，以金屬鈉為對電極，玻璃纖維膜為隔膜，電解液為(0.8～1)mol/L的高氯酸鈉溶解在碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯按體積比為(1～3):1的混合溶液中，組裝成扣式電池，最后對扣式電池進行恒流充放電容量和循環性能測試；

氧化鋅/碳多孔復合材料制備方法，其包括以下步驟：

（1）將鋅源緩慢加入到20mL去離子水中，使其完全溶解，配制成溶液，接著緩慢加入碳源，再加入300mL去離子水，使其發生膨脹，利用真空冷凍使其干燥，得到白色混合料；其中碳源和鋅源按質量比為（3～17）：1；

（2）將步驟（1）中的白色混合料移至真空管式爐中，通入保護氣體，在500～1000℃煅燒5-18小時后隨爐冷卻，得到黑色粉末，產物經大量洗滌后過濾、冷凍、干燥即得到氧化鋅/碳多孔復合材料；

碳源選自改性后的高度水溶性聚合物，所述的高度水溶性聚合物為纖維素、聚丙烯酸鈉。

2.根據權利要求1所述的一種氧化鋅/碳多孔復合材料為負極制備鈉離子電池的方法，其特征是：鋅源為二價鋅鹽，選自氟硼酸鋅Zn(BF₄)₂、磷酸二氫鋅（Zn（H₂PO₄）₂·2H₂O）、無水氯化鋅（ZnCl₂）或者水合乙酸鋅(CH₃COO)₂Zn·2H₂O。

3.根據權利要求1所述的一種氧化鋅/碳多孔復合材料為負極制備鈉離子電池的方法，其特征是：所述的氧化鋅/碳多孔復合材料制備方法步驟（2）中的過濾方式為布氏漏斗抽濾，去離子水和無水乙醇反復洗滌。