[發(fā)明專利]一種高容量鉀離子電池負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710931153.1
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107895779B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹安民;賓德善;萬立駿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;B82Y30/00
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

1.一種鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括：將石墨烯、Sn源、S源以及助劑溶于水中，通過低溫水熱合成法及熱處理，制得所述的鉀離子電池負(fù)極材料；

所述助劑為乙二胺；

所述鉀離子電池負(fù)極材料為納米SnS₂/石墨烯復(fù)合材料，其中SnS₂所占的質(zhì)量比重為65-85wt％，SnS₂以納米顆粒形式存在且SnS₂的粒度大小為1-50nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述SnS₂的粒度大小為1-25nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述Sn源為錫酸鉀、無水四氯化錫、五水合四氯化錫或異丙醇錫中的一種或幾種混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述Sn源為五水合四氯化錫。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述S源為硫代硫酸鈉、硫脲或硫代乙酰胺中的一種或幾種混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述S源為硫代硫酸鈉和/或硫代乙酰胺。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述低溫水熱合成的體系中，石墨烯、Sn源與S源的質(zhì)量摩爾比為(30-300)mg:2mmol:4mmol；且石墨烯的濃度為0.5mg/L-5mg/L；助劑濃度為0.01-5wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述石墨烯、Sn源與S源的質(zhì)量摩爾比為(50-200)mg：2mmol：4mmol。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述石墨烯、Sn源與S源的質(zhì)量摩爾比為(60-120)mg：2mmol：4mmol。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述石墨烯的濃度為1-2mg/L。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述低溫水熱合成的反應(yīng)溫度為80-120℃。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述低溫水熱合成的反應(yīng)溫度為90-105℃。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理溫度為200-450℃，惰性氣氛為氬氣、氦氣或氮?dú)庵械囊环N。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理溫度為200-450℃，惰性氣氛為氬氣、氦氣或氮?dú)庵械囊环N。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述鉀離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理溫度為200-450℃，惰性氣氛為氬氣、氦氣或氮?dú)庵械囊环N。

16.權(quán)利要求1-15任一項所述制備方法得到的鉀離子電池負(fù)極材料。

17.一種鉀離子電池負(fù)極，其特征在于，含有權(quán)利要求16所述的鉀離子電池負(fù)極材料。

18.一種鉀離子電池，其特征在于，含有正極、權(quán)利要求17所述的鉀離子電池負(fù)極、電解液和隔膜。