[发明专利]电极材料的制备方法及其电极材料

说明书

本发明公开了一种电极材料的制备方法，该制备方法包括下述步骤：(1)将硫酸氧钛、磷酸氢二钠和尿素加入到水中，并混合均匀；(2)将步骤(1)所得的混合液进行水热反应，对反应结束后的产物进行过滤、洗涤、干燥；(3)在步骤(2)后进行煅烧；(4)在步骤(3)煅烧后与碳源进行混合，在保护气氛下进行碳化。该方法所得的电极材料具有高倍率、高导电率、循环稳定性能好的特点。此外本发明还公开了一种基于该制备方法制备的电极材料。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电极材料及其制备方法。

背景技术

近一个世纪以来，电池技术取得了突飞猛进的发展，而电极材料则是影响电池性能的关键所在。而随着学者们对电极材料的持续性探索，各类性能优异的电极材料被不断挖掘出来，其中锂离子电池的产业化，是该行业的一个标志性的里程碑，此后，性能更好、成本更便宜的锂离子电池处于井喷式的发展。然而，在人们面临能源危机与锂资源储备近乎缺乏的今天，人们将目光转向了与锂元素具有相似性质且更容易获得的钠元素，因此，对钠离子电极材料的研究工作也如火如荼的铺展开来。

在钠离子电极材料的研究中，作为钠超离子导体类材料的NaTi₂(PO₄)₃被研究者们广泛关注。该化合物的三维孔道结构能够脱嵌两个钠离子，表现出较高的比容量。但是，NaTi₂(PO₄)₃材料的合成通常采用高温固相法，其煅烧温度较高，合成的材料也是大颗粒，因此易出现杂质。另外，由于NaTi₂(PO₄)₃的较低的导电性能，其倍率性能很差，循环稳定性也受到影响。

因此，制备一种具有高倍率、高导电率、循环稳定性好的电极材料成为了本行业的重点研究方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高倍率、高导电率、循环稳定性好的电极材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种电极材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)将硫酸氧钛、磷酸氢二钠和尿素加入到水中，并混合均匀；

(2)将步骤(1)所得的混合液进行水热反应，对反应结束后的产物进行过滤、洗涤、干燥；

(3)在步骤(2)后进行煅烧；

(4)在步骤(3)煅烧后与碳源进行混合，在保护气氛下进行碳化。

本发明还提供了一种由上述电极材料的制备方法所制得的电极材料。

本发明的有益效果如下：

本发明采用硫酸氧钛作为钛源、磷酸氢二钠作为磷源和钠源、尿素作为助剂进行水热反应，硫酸氧钛与磷酸氢二钠溶于水中后分别呈现酸性与碱性可促使反应较为顺利的进行，尿素在高温水热环境下会分解出氨气，因此能调节反应体系的压强和pH值，从而促进水热反应的完成，结合与碳源的碳化而获得的产物的导电性能良好、结晶度高，因此该材料在用于电极材料时，具有高倍率、高导电率、循环稳定性好的特点。

附图说明

图1是本发明实施例1制备得到的电极材料的循环曲线。

图2是本发明实施例1制备得到的电极材料的XRD图谱。

图3是本发明实施例2制备得到的电极材料的循环曲线。

图4是本发明实施例2制备得到的电极材料的XRD图谱。

图5是本发明实施例3制备得到的电极材料的扫描电镜图。

图6是本发明实施例3制备得到的电极材料的循环曲线。

具体实施方式