[发明专利]一种锂离子/钠离子电池的负极材料及其制备方法

说明书

本发明属于电化学及电池技术领域，是一种锂离子/钠离子电池的负极材料及其制备方法和应用。一种锂离子/钠离子电池的负极材料的制备方法，包括以下步骤：按照化学通式Bi_xSb_2‑xSe₃，其中x为摩尔数，0≤x≤2的正数，将Bi粉、Sb粉和Se粉中至少两种进行球磨混合，得到锂离子/钠离子电池的负极材料。本发明能有效目前的负极材料电化学性能差的问题，本发明的负极材料采用了Bi_xSb_2‑xSe₃的材料，大大提高了负极材料的电化学性能，同时，本发明还提供了一种锂离子/钠离子电池的负极材料的简单的制备方法。

技术领域

本发明属于电化学及电池技术领域，是一种锂离子/钠离子电池的负极材料及其制备方法。

背景技术

锂是金属中最轻的元素，且标准电极电位为-3.045V，是金属元素中电位最负的一个元素。且锂离子可以在TiS2和MoS2等嵌入化合物中嵌入或脱嵌。

锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在正负极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。

锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.5～2倍，而且具有很低的自放电率。此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

电子技术的发展，对高比能量的移动电源需求量加剧。锂离子电池是一种理想的可移动电源，具有体积小，重量轻，比能量大电压高，循环寿命长，安全性能好，自放电小，快速充放电，工作温度范围高等优点。主要应用于便携式摄像机、移动电话、手提电脑等95％以上使用锂离子二次电池作为主要电源。

目前市场中使用的锂电池还存在不足。1)衰老，与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。2)回收率；大约有1％的出厂新品因种种原因需要回收。3)不耐受过放；过放电时，电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命。需要多重保护机制。4)安全性能问题；由于错误使用会减少寿命，甚至可能导致爆炸，所以，锂离子电池设计时增加了多种保护机制。

目前，石墨化的碳材料是商用的锂离子电池的主要负极材料，它的理论容量只有372mAh/g，但是随着社会的不断发展，各领域对锂离子电池容量以及充放电速率的要求在不断提高，因为它直接影响电子产品的小型化和一些大型仪器备用电源的高倍率充放电能以及续航能力等问题，所以高性能锂离子电池的发展对于便携式电子设备、电动汽车和其它一些存储设备极为重要，广大研究者采用多种方法设计合成新型负极材料以及对原有负极材料改性来提高锂离子电池的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锂离子/钠离子电池的负极材料及其制备方法，能有效目前的负极材料电化学性能差，限制锂离子电池和钠离子电池的应用前景的问题。

本发明提供了一种锂离子/钠离子电池的负极材料的制备方法，包括以下步骤：

按照化学通式Bi_xSb_2-xSe₃，其中x为摩尔数，0≤x≤2的正数，将Bi粉、Sb粉和Se粉中至少两种进行球磨混合，得到锂离子/钠离子电池的负极材料。

作为优选，所述球磨的时间为7-13小时。