一种高循环稳定性异位碳包覆钠离子电池负极材料的制备方法

技术领域

本发明属于钠离子电池负极材料领域，具体涉及一种高循环稳定性异位碳包覆钠离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

随着世界的快速发展并伴随着化石燃料的大量使用，从而导致环境污染问题日益严重，因此对清洁能源的需求日益增长，所以太阳能、水能、地热能、电池等新兴可再生能源在储能市场拥有巨大的发展前景。新一代的电池储能系统中，钠离子电池以其储量丰富的原材料、低成本的价格以及高安全性等特点引起了相关学术人员的研究热潮。然而，较锂离子而言，钠离子的离子半径大，能量密度低，故限制了钠离子电池的广泛应用，因此对电极材料提出了更高的要求。

负极材料在钠离子电池中充当重要角色，目前常见的石墨(372 mAh∙g

碳包覆是解决Sb

发明内容

本发明目的在于一种高循环稳定性异位碳包覆钠离子电池负极材料的制备方法，采用微波水热法、碳包覆与烧结相结合的制备工艺，制备方法简单，所得的钠离子电池复合负极材料具有更好的电导率、比容量和更好的循环稳定性。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高循环稳定性异位碳包覆钠离子电池负极材料的制备方法，制备方法包括以下步骤：

（1）将三氯化锑溶解到苯甲醇中，磁力搅拌器搅拌20-30 min至溶液呈透明，然后滴加乙二胺，继续搅拌10 min，最后加入硒粉，继续搅拌2 h，使得硒粉充分溶解，得到前驱体溶液；

（2）将步骤(1)所得到的前驱体溶液转移到小瓶中进行微波照射，继续磁力搅拌并调节微波功率使样品加热到一定的温度，保持一段时间，自然冷却；

（3）将步骤(2)所得到的材料用酒精和去离子水分别洗涤离心，然后真空干燥并过筛；

（4）在超声波震荡的作用下将步骤(3)所得到的产物与碳源溶液均匀混合并真空干燥；

（5）将步骤(4)得到的产物在氩气的气氛下进行烧结，过筛之后得到Sb

步骤(1)中所述的硒粉纯度≥99.999%，D50≥80目；三氯化锑纯度≥99.95%；乙二胺纯度≥99.5%；苯甲醇纯度≥99.0%，三氯化锑和硒粉按照Sb:Se=2:3的原子比称好备用，先将三氯化锑溶解到苯甲醇30-60 mL中，磁力搅拌器搅拌至溶液呈透明，然后滴加乙二胺1.5-3.0 mL继续搅拌，最后加入硒粉充分搅拌，磁力搅拌器的转速为120 r/min。

步骤(2)中所述的使用微波照射加热处理的温度分别为160 ℃、180 ℃、200 ℃和220 ℃，时间分别对应0.1 h、0.2 h、0.5 h和1.0 h，磁力搅拌器的转速为500 r/min。

步骤(3)中所述的酒精和去离子水各洗涤离心3次，离心速率为6000 r/min，时间为5 min，80 ℃真空干燥6 h。

步骤(4)中所述的碳源溶液为葡萄糖、蔗糖、果糖、纤维素、淀粉、聚多巴胺、酒石酸或草酸溶液的任意一种或多种，所述碳源溶液的浓度为15-30%，真空干燥温度为80 ℃，时间为4 h。

步骤(5)中所述的烧结是以5 ℃/min的升温速度升至400 ℃，保温时间为2 h，氩气的气流量为20 sccm。

扣电制作：将上述获得的异位碳包覆钠离子电池负极材料组装成扣式电池，按照活性物质、导电炭黑和PVDF质量比为7:2:1进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮溶液调制得到负极浆料，然后将该浆料均匀涂覆在铜箔或铝箔上，80 ℃真空干燥6 h，经过辊压和冲片得到所用负极极片，以金属钠片为对电极，以1 mol/L NaClO

相对于现有技术，本发明所述的制备异位碳包覆钠离子电池负极材料的方法，具有以下优势：其一，原料简单且廉价，制备过程简单，是一种经济环保的方法，适合大规模生产，具有良好的应用前景；其二，松散堆积的Sb

附图说明

图1为异位碳包覆硒化锑纳米棒的制备过程示意图。

图2为实施例3所得的异位碳包覆硒化锑纳米棒的SEM图。

图3为实施例3所得的异位碳包覆硒化锑纳米棒的TEM图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为了进一步理解本发明，以下结合说明书和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种高循环稳定性异位碳包覆钠离子电池负极材料，所述材料的制备方法如下：

将SbCl

实施例2

将SbCl

实施例3

将SbCl

实施例4

将SbCl

对比例1

将SbCl

对比例2

将SbCl

对比例3

将SbCl

对比例4

将SbCl

对比例5

将SbCl

对比例6

将SbCl

对比例7

将SbCl

表1

由表1可知，实施例3的放电比容量和50圈后的容量保持率与实施例1、实施例2和实施例4相比可知随着葡萄糖溶液浓度的增加，放电比容量先增加后减小，容量保持率呈现逐渐增加的趋势，这是因为适当的碳包覆层可以提供一些容量，而过量的碳包覆量(理论比容量为372 mAh·g

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。