[發明專利]一種鈉離子電池負極材料不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構的制備及其應用

在審

• 申請號: 201810128510.5
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108417780A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 鎖國權;李丹;楊艷玲;侯小江;馮雷;畢雅欣;王祎;占勝;左玉;李妍欣;陳進耿;石小燕;朱建鋒
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/04;H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種鈉離子電池負極材料不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構的制備及其應用，將氫氧化鈉溶于去離子水中得溶液A；向溶液A中加入氯化錫得溶液B；向溶液B中加入氟化銨得溶液或乳濁液C；將溶液C轉移至水熱反應釜，將預先清洗干凈的不銹鋼網置于溶液C中進行水熱反應，反應結束后冷卻，一定溫度下干燥得不銹鋼網負載氧化錫納米結構；將不銹鋼網負載氧化錫納米結構置于有機溶液中，反應得不銹鋼網負載有機物包覆氧化錫納米結構；將不銹鋼網負載有機物包覆氧化錫納米結構置于管式爐中反應得不銹鋼網負載碳包覆氧化錫納米結構；本發明提高了鈉離子電池的充放電量、倍率性能和循環性能。

技術領域

本發明涉及二次動力電池材料技術領域，特別涉及一種鈉離子電池負極材料不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構的制備及其應用。

背景技術

石油、天然氣和煤不是取之不盡，用之不竭的能源，并且化石燃料燃燒排放的氣體會帶來嚴重的全球環境問題。此外，長期依賴不可再生資源進口會威脅到國家安全。因此世界各國都在尋找新的、清潔的、綠色的可替代能源，以及能量轉換和儲存體系。其中化學電源是最重要的研究方向之一，鋰離子電池就是伴隨著金屬二次電池發展起來的一種新型的化學電源。但是鋰元素價格昂貴且地殼中含量少，隨著鋰離子電池應用的增多，鋰的需求量也大大增加。因此需要開發其它動力堿金屬離子電池。

鈉元素在元素周期表中位于鋰元素正下方，與鋰有著相似的物理化學性質，且鈉是地殼中儲量第六豐富的元素，分布廣泛，因此發展大規模儲能應用的鈉離子電池技術具有重要的戰略意義。鈉離子電池的原料廣泛，價格便宜，目前已成為新型電池儲能技術的熱點。鈉離子半徑(0.98)大于鋰離子半徑(0.69)，使得在充放電過程中鈉離子擴散所需克服的勢壘更大，從而使擴散速率大大降低，故需要尋找合適的電池負極儲鈉材料。目前，正在研究的鈉離子負極材料主要有碳材料、轉化類材料等。轉化類材料大多是氧化物材料，沒有其對應的金屬導電率高，同時在單一碳包覆納米結構材料中鈉離子的嵌入與脫出發生體積膨脹比氧化物小。因此提高了鈉離子電池首次充放電量、循環穩定性和導電率。

不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構作為一種新型鈉離子電池負極活性材料，其制備方法及相關研究工作目前還未見報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鈉離子電池負極材料不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構的制備及其應用，本發明增強了鈉離子電池的導電性能，同時省去了調制漿料及涂片工藝，避免使用粘結劑影響電池的性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鈉離子電池負極材料不銹鋼網負載碳包覆錫納米結構的制備，包括以下步驟：

步驟一：

按照比例將將0.625g～1.808g氫氧化鈉溶于40mL去離子水中得溶液A；

步驟二：

在磁力攪拌下，向上述溶液A中加入氯化錫得溶液B，氫氧化鈉與氯化錫的質量比為2:1～4:1；

步驟三：

在磁力攪拌下，向上述溶液B中加入氟化銨得溶液或乳濁液C，氫氧化鈉與氟化銨的質量比為12:1～36:1；

步驟四：

將上述溶液C轉移至水熱反應釜，將預先清洗干凈的不銹鋼網置于溶液C中，進行水熱反應，反應結束后冷卻，不銹鋼網用去離子水和乙醇清洗，一定溫度下干燥，得不銹鋼網負載氧化錫納米結構；

步驟五：

將上述不銹鋼網負載氧化錫納米結構置于有機溶液中，在一定溫度下反應一定時間，得不銹鋼網負載有機物包覆氧化錫納米結構；

步驟六：