[發(fā)明專利]負極材料及其制備方法、負極及其制備方法、鈉離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310651422.4
• 申請日: 2023-06-02
• 公開（公告）號: CN116613292A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雄波
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市拓邦鋰電池有限公司;惠州拓邦電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/04;H01M4/1393;H01M4/133;H01M10/054;C01B32/05;H01M4/62
• 代理公司: 華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 穆仁熙

本申請涉及一種鈉離子電池的負極材料及其制備方法、鈉離子電池的負極及其制備方法、鈉離子電池，將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體混合后進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料，再采用無機導(dǎo)電劑對軟硬碳混合材料進行無機包覆反應(yīng)，得到導(dǎo)電劑包覆的軟硬碳混合材料，然后通過丙烯酸對導(dǎo)電劑包覆的軟硬碳混合材料進行有機包覆反應(yīng)，得到鈉離子電池的電池負極材料。由于軟碳具備高的首效，軟碳和硬碳混合可以提升其壓實密度。將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體混合燒結(jié)后，進行無機包覆反應(yīng)和有機包覆反應(yīng)，由此得到的負極材料可大幅度提升負極首效和壓實性能，此外，含有該負極材料的負極和鈉離子電池的導(dǎo)電性能也大幅提升，從而提高了鈉離子電池的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及鈉離子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鈉離子電池的負極材料及其制備方法、鈉離子電池的負極及其制備方法、鈉離子電池。

背景技術(shù)

全球儲能行業(yè)迎來重大發(fā)展機遇，儲能領(lǐng)域?qū)﹄姵氐男枨蟾P(guān)注經(jīng)濟性、安全性。由于全球鋰資源總量十分有限且分布不均，鋰資源的供應(yīng)鏈安全問題愈發(fā)嚴峻。在這種環(huán)境下，鈉離子電池的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。

傳統(tǒng)的鈉離子電池負極材料主要包括碳基、鈦基、有機類和合金類負極材料等。碳基材料包括石墨、石墨烯、無定型碳等。由于鈉離子的半徑遠大于鋰離子的半徑，致使鈉離子在石墨層間的脫嵌過程極易破壞石墨的結(jié)構(gòu)，因此石墨較難作為鈉電負極的材料。無定形碳負極材料因資源豐富、結(jié)構(gòu)多樣、綜合性能優(yōu)異，被認為是最有應(yīng)用前景的鈉離子電池負極材料。

無定型碳中，硬碳因為其優(yōu)秀儲鈉機理和低的膨脹效應(yīng)應(yīng)用更為廣泛。硬碳也稱為不可石墨化碳，其在鈉離子電池中表現(xiàn)出較高的可逆容量，具有優(yōu)秀的儲鈉機理和低的膨脹效應(yīng)。但硬碳首效低，壓實低的特性也限制了其更好的應(yīng)用，由硬碳制成的鈉離子電池工作性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠提高鈉離子電池工作性能的鈉離子電池的負極材料及其制備方法、鈉離子電池的負極及其制備方法、鈉離子電池。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N鈉離子電池的負極材料制備方法，所述方法包括：

將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體混合后進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料；

采用無機導(dǎo)電劑對所述軟硬碳混合材料進行無機包覆反應(yīng)，得到導(dǎo)電劑包覆的軟硬碳混合材料；

通過丙烯酸對所述導(dǎo)電劑包覆的軟硬碳混合材料進行有機包覆反應(yīng)，得到鈉離子電池的電池負極材料。

在其中一個實施例中，所述將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體混合后進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料，包括：

將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體進行混合，得到混合物；

將所述混合物進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料。

在其中一個實施例中，所述將軟碳前驅(qū)體和硬碳前驅(qū)體進行混合，得到混合物，包括：

將軟碳前驅(qū)體溶于四氫呋喃中，得到混合溶液；

按預(yù)設(shè)質(zhì)量比例稱取硬碳前驅(qū)體，將所述硬碳前驅(qū)體加入所述混合溶液中，攪拌；

待加入了所述硬碳前驅(qū)體的混合溶液的溶劑揮發(fā)后，將得到的固體混合物作為混合物。

在其中一個實施例中，所述硬碳前驅(qū)體為酚醛樹脂，所述軟碳前驅(qū)體為瀝青，所述預(yù)設(shè)質(zhì)量比例為：硬碳前驅(qū)體：軟碳前驅(qū)體為(0.5-1.5):(1-2)。

在其中一個實施例中，所述將所述混合物進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料，包括：

將所述混合物裝入氣氛爐中，并在惰性氣體保護下，以預(yù)設(shè)燒結(jié)參數(shù)對所述混合物進行燒結(jié)，得到軟硬碳混合材料。

在其中一個實施例中，所述采用無機導(dǎo)電劑對所述軟硬碳混合材料進行無機包覆反應(yīng)，得到導(dǎo)電劑包覆的軟硬碳混合材料，包括：