[發明專利]一種摻雜BaSO4

有效

• 申請號: 202110267775.5
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113036113B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李建中;吳旭;徐浩元;郝熙娟;高宣雯;石俊杰;于凱;駱文彬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周瑩;李馨

1.一種摻雜BaSO₄鈉離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

(1)一步水熱法制備SnO₂材料：以錫源、分散劑和NaOH為原料進行水熱反應，其中錫源與NaOH摩爾比1:10～15，分散劑與NaOH體積比1:1～1.5，反應結束后離心洗滌收集沉淀，烘干后得到SnO₂材料前驅體；

(2)將所述SnO₂材料前驅體溶于去離子水中，緩慢加入稀硫酸溶液和Ba(OH)₂溶液，室溫下磁力攪拌1～3h；

(3)將步驟(2)所得溶液離心洗滌收集沉淀，烘干后得到復合材料前驅體，將復合材料

前驅體置于空氣氣氛中焙燒，得到BaSO₄摻雜的SnO₂復合材料；生成的BaSO₄與SnO₂的質量比為1～10:100；其中所述焙燒條件為在300～600℃下焙燒2～6h；

(4)碳熱還原法制備ZnS/C復合材料：以鋅鹽、硫源為原料按摩爾比1:1～2溶于去離子水后轉移至反應釜，反應結束后離心洗滌收集沉淀，烘干后得到ZnS材料前驅體，將ZnS材料前驅體溶于去離子水中，加入有機碳源，80℃磁力攪拌至水分全部蒸發后置于惰性氣氛中焙燒，制得ZnS/C復合材料；其中所述ZnS材料前驅體與有機碳源的質量比為1～3:1，反應溫度為120～200℃，反應時間為10～24h；

(5)將所述BaSO₄摻雜的SnO₂復合材料和所述ZnS/C復合材料混合，制得鈉離子電池負極材料ZnS/C-SnO₂-BaSO₄。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述錫源為氯化亞錫、四氯化錫、硫代錫酸鈉中的一種或幾種；所述分散劑為PEG-400、PVP、DMF中的一種或幾種；所述NaOH的濃度為1～2mol/L；所述水熱反應溫度為120～200℃，反應時間為10～24h。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述洗滌為采用蒸餾水和無水乙醇各洗滌3次以上，所述烘干為在60～80℃下干燥10～12h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述Ba(OH)₂溶液與稀硫酸溶液的體積比為3～6:10～20；所述Ba(OH)₂溶液濃度為0.5～1mol/L，所述稀硫酸溶液濃度為0.5mol/L；所述SnO₂材料前驅體與去離子水比例為1g:10～30ml。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述焙燒采用5℃/min的升溫速率。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述鋅鹽為醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅中的一種或幾種；所述硫源為硫代乙酰胺、硫化鈉、硫脲中的一種或幾種；所述有機碳源為葡萄糖、檸檬酸、淀粉、聚多巴胺中的一種或幾種。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述焙燒為600～900℃下焙燒2～6h。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述混合采用干法球磨方式混合，所述BaSO₄摻雜的SnO₂復合材料與所述ZnS/C復合材料混合的質量比為1:1～4；所述干法球磨方式中的球料比為10～40:1，轉速為200～1000r/min，球磨時間為1～10h。

9.一種根據權利要求1-8任一項所述制備方法得到的鈉離子電池負極材料。