[发明专利]一种棱柱组装球状SnO2钠离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料及其制备方法，包括：1)将SnCl₄·5H₂O和C₆H₁₂N₄分别溶于等量去离子水中，配制成溶液A和溶液B；2)在持续磁力搅拌作用下将B溶液缓慢加入A溶液形成均匀溶液C，向溶液C中逐滴加入NaOH溶液E，形成溶液D；3)进行均相水热反应；4)待反应结束后，取出前驱体，洗涤得到白色前驱体，冷冻干燥得到棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料。本发明制备方法成本低、操作简单、制备周期短；所制备的棱柱块组装球状SnO₂钠离子电池负极材料，棱柱块长度约为500nm，直径约为30nm，组装球尺寸约为几十微米，纯度高、结晶性强、形貌均匀，将其应用于钠离子电池负极，具有较高的容量保持率。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，特别涉及一种钠离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

钠离子电池是一种新型电化学电源，具有原材料资源丰富、成本较低、比容量和效率较高等优点，较为符合规模化储能应用要求，在提升大规模可再生能源并网接入能力、提高电能使用效率和电能质量方面具有应用潜力，同时由于其比容量高、质量轻、寿命长和无记忆性等显著优势，在航空航天、混合电动汽车以及便携式电子设备等领域也具有广泛的应用。在这一背景下，钠离子电池近年来引起全世界范围内的广泛关注，关键材料和相关技术研究进展迅速。但是相对锂离子而言，钠离子具有较大的离子半径(0.102nm vs.0.076nmof Li)，这使得寻找合适的嵌钠材料具有一定难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料及其制备方法，成本低、操作简单、制备周期短，获得的棱柱块组装球状SnO₂钠离子电池负极材料性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将SnCl₄·5H₂O和C₆H₁₂N₄分别溶于等量去离子水中，配制成溶液A和溶液B；其中，按质量比m_SnCl4·5H2O：m_C6H12N4＝1:0.3～1:1.5；

2)在持续磁力搅拌作用下将B溶液缓慢加入A溶液形成均匀溶液C，向溶液C中逐滴加入NaOH溶液E，形成溶液D；溶液C的体积与溶液E的体积比为5:1～2:4；

3)待反应结束后，将D溶液放入水热反应釜中密封，进行均相水热反应；

4)待反应结束后，取出前驱体，洗涤得到白色前驱体，冷冻干燥得到棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料。

进一步的，溶液A中Sn的浓度为0.4～1.3mol/L。

进一步的，NaOH溶液E的溶度为0.5～1.5mol/L。

进一步的，均相水热反应的条件为：反应温度控制在120～240℃，反应时间控制在8～48h。

进一步的，所述洗涤具体为经去离子水和无水乙醇分别离心洗涤2～3次。

进一步的，所述冷冻干燥具体为将所制备的前驱体在冷冻干燥机的冷冻室零下50-60℃冷冻4-5h，然后在真空干燥室室温下干燥10-12h。

一种棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料的制备方法所制备的棱柱组装球状SnO₂钠离子电池负极材料。