[發明專利]一種Na2

有效

• 申請號: 202010867221.4
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112103495B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 龔華旭;王迪;陳永珍;毛武濤;龍睿祺;劉生財
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/1391;H01M4/04;H01M10/054;H01M10/058;C01G23/00;C01G25/00;C01G37/00;C01G45/00;C01G51/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王巍巍

1.一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)按Na₂Ti_3-xM_xO₇中各元素的摩爾比將鈉源、鈦源、M源、有機溶劑和分散劑混合并攪拌，得到混合物料，將混合物料洗滌，烘干，得到Na₂Ti_3-xM_xO₇前驅體材料；式中M為Co、Zr、Mn、Cr元素中的至少一種，0＜X≤0.2；

(2)將Na₂Ti_3-xM_xO₇前驅體材料分散于水中，然后加入有機添加劑并攪拌，然后干燥；

(3)在惰性氣氛下，將步驟(2)干燥后的材料煅燒，得到Na₂Ti_3-xM_xO₇材料；

步驟(2)中所述有機添加劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、葡萄糖、蔗糖中的任一種或幾種的混合物,添加劑的能夠實現前驅體的均勻分散和控制合成材料的形貌結構；所述有機添加劑與所述鈦源的物質的量比為1：(10-20)；所述攪拌時間為2-5小時；所述干燥為噴霧干燥。

2.根據權利要求1所述的一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述鈉源為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的任一種或幾種的混合物；所述有機溶劑為無水乙醇；所述分散劑為去離子水；所述鈦源為二氧化鈦、鈦酸甲酯、鈦酸四乙脂、鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯中的任一種或幾種的混合物；所述M源為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、乙酸鋯、硝酸鋯、氯化鋯、氧化鋯、硫酸鋯、碳酸錳、乙酸錳、硝酸錳、氯化錳、硫酸錳、硝酸鉻、乙酸鉻、氯化鉻、硫酸鉻中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述分散劑與所述有機溶劑的體積比為1：(1-2)；所述鈉源與所述分散劑的質量體積比為0.005-0.01g/mL；所述攪拌時間為2-10小時；所述洗滌采用的試劑為去離子水和丙酮。

4.根據權利要求1所述的一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)采用馬弗爐、管式爐、坩堝爐中的任一種進行煅燒；所述煅燒溫度為500-800℃，煅燒時間為1-3小時。

5.一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的應用，其特征在于，將權利要求1-4中任一項所述的制備方法制得的Na₂Ti_3-xM_xO₇材料用作鈉離子電池的負極材料。

6.根據權利要求5所述的一種Na₂Ti_3-xM_xO₇材料的應用，其特征在于，組裝鈉離子電池包括如下步驟：

(1)負極極片的制備：將Na₂Ti_3-xM_xO₇材料、導電劑、粘結劑和溶劑混合均勻，得到分散液；

(2)將分散液涂覆于集流體上，然后干燥，得到負極極片；

(3)鈉離子電池組裝：將負極極片與鈉片組裝成鈉離子電池。