[发明专利]一种钠离子电池负极用SnO/导电石墨/导电炭黑电极材料的制备方法

说明书

一种钠离子电池负极用SnO/导电石墨/导电炭黑电极材料的制备方法，以SnC₂O₄作为锡源，导电炭黑和导电石墨作为碳源，按质量比将(0.8～2.0):(0.1～0.8):(0.1～0.8)SnC₂O₄、导电石墨和导电炭黑预先球磨混合均匀，然后将混合粉末在充满Ar的真空管式炉中，在400～800℃保温0.5h～6h，然后自然冷却至室温，收集粉体并洗涤、干燥即可。本发明由于在合成纯相氧化亚锡的过程中又加入导电炭黑与导电石墨，提升了SnO基复合材料的导电性能，使SnO/导电石墨/导电炭黑复合材料不仅具有较好的循环性能，还具有较好的倍率性能。

技术领域

本发明涉及一种钠离子电池负极用SnO复合材料的制备，具体涉及一种钠离子电池负极用SnO/KS6/Super P电极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其高能量密度已经作为便携式电子设备的主要能源被广泛应用。但是锂储量有限，价格昂贵，这极大的限制了锂离子电池的长期大规模应用。目前，钠离子电池由于丰富的储量、低成本、环境友好等优点成为最有可能替代锂离子电池的二次电池。

早期的钠离子电池负极材料主要是碳基负极材料和钛基负极材料。被报道的商业化的石墨负极材料由于层间距过小，钠离子几乎无法脱嵌。而非石墨化的碳材料，尤其是硬碳具有较大的层间距，无定型的多孔结构，可以有效的吸附钠离子进入碳材料的晶格中，可逆容量达到300mAh g^-1。此外，碳纳米管、石墨烯、介孔碳等碳材料也可作为钠离子电池负极材料。目前。Tarascon课题组报道了Na₂Ti₃O₇负极材料(Na₂Ti₃O₇:Lowest Voltage EverReported Oxide Insertion Electrode for Sodium Ion Batteries.Chemistry ofMaterials.2011；23:4109-4111)，具有较低的电压平台，较稳定的循环性能，但是由于有限的活性位点，其可逆容量依然较低，因此急需开发一种具有高可逆容量的钠离子电池负极材料。

目前，锡基氧化物由于高的理论容量成为钠离子电池负极材料的研究热点，并且锡基氧化物在与钠离子反应时生成的Na₂O可有效缓解电极材料的体积膨胀。其中，氧化亚锡由于亚稳态结构合成困难，但是其低极化性使氧化亚锡具有较好的导电性，这有利于提升电池的倍率性能。Masahiro Shimizu等采用气相沉积法制备了SnO薄膜作为钠离子电池负极材料50mA g^-1的电流密度下可逆容量为250mAh g^-1(Electrochemical Na-insertion/extraction properties of SnO thick-film electrodes prepared by gas-deposition.Journal of Power Sources.2014；248:378-382.)。Dawei Su等采用水热法以NaSO₄为模板剂制备了多层介孔结构的SnO微米球可逆容量可达580mAh g-¹(HierarchicalMesoporous SnO Microspheres as High Capacity Anode Materials for Sodium-IonBatteries.Chemistry-A European Journal.2014；20:3192-3197)。可见氧化亚锡作为钠离子电池负极材料确实具有较好的电化学性能，但是制备纯相的氧化亚锡仍然具有挑战性，且氧化亚锡在循环过程中的体积膨胀问题仍未得到缓解，使氧化亚锡电极材料的循环稳定性难以大幅度提升。因此，制备一种具有高容量、长循环寿命的SnO电极材料具有很大的意义。

发明内容