[發(fā)明專利]一種碳布負(fù)載SiO2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011106686.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112234204A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)杰;王娜;黃劍鋒;曹麗云;許占位;李嘉胤;鄭欣慧;李盟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/48;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 西安眾和至成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張美松

本發(fā)明公開了一種碳布負(fù)載SiO₂包覆Sb₂O₅復(fù)合自支撐電極材料及其制備方法，本發(fā)明的制備方法具體步驟包括：1)：將三氯化銻和氫氧化鈉加入到去離子水中形成反應(yīng)前驅(qū)液A；2)：將二氧化硅溶液加入到反應(yīng)前驅(qū)液A中，將陽極氧化活化后的碳布置于反應(yīng)前驅(qū)體中浸漬；3)：將步驟2)的碳布與反應(yīng)前驅(qū)液一并轉(zhuǎn)入反應(yīng)器內(nèi)，在150～180℃條件下進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出碳布，清洗并烘干，得碳布負(fù)載SiO₂包覆Sb₂O₅復(fù)合自支撐電極材料。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，制備周期短，可重復(fù)性高，所制備的產(chǎn)物電化學(xué)性能良好，且成本低、對(duì)環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可控等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源材料技術(shù)，具體涉及一種碳布負(fù)載SiO₂包覆Sb₂O₅復(fù)合自支撐電極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)電極制備相比，自支撐電極少了導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的添加，增加了活性物質(zhì)的占比，降低了電解質(zhì)與活性位點(diǎn)的接觸電阻，避免了使用銅箔或鋁箔作集流體，降低了成本。碳布作為其中的一類，其既具有織物的多孔性、柔韌性，又具有碳材料的導(dǎo)電性。作為鋰/鈉離子電池自支撐電極，不僅可以負(fù)載活性物質(zhì)，也利于電解質(zhì)的擴(kuò)散，鋰和鈉離子的穿梭，是理想的電池柔性自支撐基底材料。目前，碳布負(fù)載活性物質(zhì)作鈉離子電池負(fù)極材料的相關(guān)報(bào)道中不僅有直接負(fù)載單組份活性物質(zhì)的：如Sb₂O₃、TiO₂、FeP、MoS₂、MoO₃、Ni₃V₂O₈、等，也出現(xiàn)了負(fù)載并改性活性物質(zhì)的如C/SnO₂、FeS/C、TiO₂/SnS₂/N-C等。如Hou X等人在SnO₂/CC上分別采用溶劑熱法和原子沉積法(ALD)合成出C/SnO₂/CC和Al₂O₃/SnO₂/CC兩種復(fù)合材料，C/SnO₂/CC作鈉離子電池負(fù)極材料在電流密度134mA·g-1下，比容量達(dá)到501mAh·g-1；Al₂O₃/SnO₂/CC作鈉離子電池負(fù)極材料，比容量達(dá)到375mAh·g-1[SnO₂ Coated CarbonCloth with Surface Modification as Na-ion Battery Anode[J].Nano Energy,2015,16:399-407.]。Xiang Wei等人用水熱法與碳化法相結(jié)合，制備了C/FeS/CC鈉離子電池柔性自支撐電極材料，在電流密度0.15C(91.35mA·g-1)下，循環(huán)100圈后，比容量保持在365mAh·g-1[FeS@C on Carbon Cloth as Flexible Electrode for Both Lithium andSodium Storage[J].ACS Applied MaterialsInterfaces,2015,7(5 0):27804-27809.]。

由此可見，通過復(fù)合的方法的確實(shí)可以改善單一金屬化合物作活性物質(zhì)的電化學(xué)性能，然而復(fù)合過程中常常采用的是碳材料，而碳類本身固有比容量較低，對(duì)于提升復(fù)合材料比容量性質(zhì)的能力是有限的，故有待開發(fā)出新的可用于復(fù)合的材料。研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的形貌對(duì)鈉離子電池的性能有很大的影響，而目前，對(duì)于在碳布上可控合成出具有特殊形貌SiO₂包覆Sb₂O₅復(fù)合物作電池自支撐材料的報(bào)道還沒有，因此，若能在碳布上可控合成出具有特殊形貌SiO₂包覆Sb₂O₅復(fù)合物將對(duì)復(fù)合材料比容量性質(zhì)提升具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容