[發明專利]一種富磷的磷/錫/碳復合負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910331410.7
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110120504A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 楊化濱;李少淇
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/38;H01M10/054
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙尊生

1.一種富磷的磷/錫/碳復合負極材料的制備方法，其特征在于經過如下步驟：

1）將紅磷和金屬錫粉置于不銹鋼的球磨罐中球磨制得P/Sn材料；

2）將甲基橙在強力攪拌下溶解于適量蒸餾水中，得到溶液A，稱取適量六水合三氯化鐵溶解于適量蒸餾水中，得到溶液B；

3）將步驟2）的溶液B在強力攪拌的作用下加入到溶液A中，待3~5min后向其中加入吡咯單體，強力攪拌，對產物進行過濾清洗直至濾液呈現無色透明狀，置于真空干燥箱中干燥；

4）步驟3）產物置于真空管式爐中，在氬氣氣氛下，高溫碳化得到碳納米管；

5）步驟1）制備的P/Sn材料和步驟4）得到碳納米管在氬氣做保護氣下，在行星式球磨機中混合，得到最終的磷基負極材料，即P/Sn/C復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟1）中的磷和錫的質量比為0.4~9:1。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟1）和步驟5）的球磨條件為不銹鋼球磨珠的直徑為5~10mm，球料比為10:1~50:1，以轉速300~500rpm正反轉交替運行，每運轉10~30min，間隔0~10min，球磨時間為5~40h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3）真空干燥溫度為80~120℃，干燥時間為8~10h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟5）所述的碳納米管可以來自商業碳納米管、碳納米纖維、碳納米線，以及直接用部分或全部石墨材料替換。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于碳材料占復合材料質量的20~30%。

7.一種富磷的磷/錫/碳復合負極材料的制備方法，其特征在于經過如下步驟：

1）將紅磷和金屬錫粉置于不銹鋼的球磨罐中球磨制得P/Sn材料；其中磷和錫的質量比為磷0.4~9:1;

2）稱取0.33~1.65g甲基橙在強力攪拌下溶解于100~600ml蒸餾水中，得到溶液A，稱取2.70~13.5g六水合三氯化鐵溶解于100~400ml蒸餾水中，得到溶液B；

3）將步驟2）的溶液B在強力攪拌的作用下加入到溶液A中，待3~5min后向其中加入0.68~3.40g吡咯單體，強力攪拌20~30h，對產物進行過濾清洗直至濾液呈現無色透明狀，置于真空干燥箱中在80~120℃下干燥8~10h；

4）步驟3）產物置于真空管式爐中，在氬氣氣氛下，高溫碳化得到碳納米管;高溫碳化為600~800℃焙燒2~4h，升溫速率為5~10℃/min；

5）步驟1）制備的P/Sn材料和步驟4）得到碳納米管在氬氣做保護氣下，在行星式球磨機中混合，得到最終的磷基負極材料，即P/Sn/C復合負極材料；

步驟1）和步驟5）的球磨條件為不銹鋼球磨珠的直徑為5~10mm，球料比為10:1~50:1，以轉速300~500rpm正反轉交替運行，每運轉10~30min，間隔5~10min，球磨時間為5~30h；

步驟5）所述的碳納米管可以來自商業碳納米管、碳納米纖維、碳納米線，以及直接用部分或全部石墨材料替換。

8.權利要求1~7任一所述的制備方法得到的富磷的磷/錫/碳復合負極材料制備的負極片。

9.權利要求8所述的負極片組成的鈉離子電池。

10.根據權利要求8所述的鈉離子電池，其特征在于所述的鈉離子電池為C2032扣式電池。