[發(fā)明專利]一種鈉離子電池負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910870920.1
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112510197A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;B82Y40/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種鈉離子電池負(fù)極材料，其特征在于，由立方塊狀的ZnSnS₃以及包覆在該ZnSnS₃表面的碳包覆層組成。

2.如權(quán)利要求1所述的鈉離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述鈉離子電池負(fù)極材料的直徑在100-200nm之間。

3.如權(quán)利要求1所述的鈉離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述碳包覆層與立方塊狀的硫化鋅錫的質(zhì)量比為：1：(0.5-2)。

4.一種鈉離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.將鋅源和錫源充分溶解后混合，攪拌得到懸濁液，通過離心、水洗、醇洗后得到白色的立方塊狀ZnSn(OH)₆；

S2.將所述ZnSn(OH)₆和碳源分散在水中并加熱，然后攪拌至溶液呈黑色懸濁液后，分離出其中的固體產(chǎn)物，將其洗滌后得到碳包覆立方塊狀ZnSn(OH)₆；

S3.將所述碳包覆立方塊狀ZnSn(OH)₆和硫源分散在溶劑中，然后進(jìn)行硫化處理，完成后分離出其中的固體產(chǎn)物，干燥后即得碳包覆的立方塊狀硫化鋅錫。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鋅源為硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅中的一種或幾種；

或者；所述錫源為錫酸鉀、氯化亞錫、四氯化錫、草酸錫中的一種或幾種；

或者；所述碳源為PAN、PVP、PPy、PDA、葡萄糖中的一種或幾種；

或者；所述硫源為硫代乙酰胺、升華硫、硫脲、硫粉、硫代丙酰胺、硫化銨中的一種或幾種。

6.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述S1具體為：將鋅源和錫源分別溶解在去離子水或無水乙醇中，待充分溶解后混合，磁力攪拌一定時間后得到白色懸濁液，通過離心、水洗、醇洗后得到白色的立方塊狀ZnSn(OH)6。

7.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述S2具體為：將ZnSn(OH)₆和碳源分散在去離子水中并加熱，置于磁力攪拌器上攪拌至溶液呈黑色懸濁液后，通過離心、水洗、醇洗后得到碳包覆立方塊狀ZnSn(OH)₆。

8.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述S3具體為：將碳包覆立方塊狀ZnSn(OH)₆和硫源分散在去離子水或乙醇中，通過冷卻回流裝置在油浴鍋中進(jìn)行硫化處理，然后離心干燥后得到所述碳包覆的立方塊狀硫化鋅錫。

9.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述S1中攪拌時間為1-24小時，攪拌過程溫度為10-50℃；

優(yōu)選地，所述S2中ZnSn(OH)₆和碳源的摩爾比為1：(0.5-2)；

優(yōu)選地，所述S2中攪拌時間為1-24小時，攪拌過程溫度為20-100℃；

優(yōu)選地，所述S3中碳包覆立方塊狀ZnSn(OH)₆和硫源的摩爾比為1：(0.3-5)；

優(yōu)選地，所述S3中攪拌時間為0.5-24小時，油浴溫度為50-100℃。

10.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鈉離子電池負(fù)極材料和/或權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的方法制備的負(fù)極材料在鈉離子電池、鋰離子電池、超級電容器、電催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。